DE60307266T2 - METHODS OF IDENTIFYING AND DEVELOPING COMPONENTS THAT INTERACT WITH POTENTIAL-RELATED KV-4 KINNIC CHANNELS - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Identifizierung und Entwicklung von Verbindungen, die auf pharmakologischem und/oder veterinärmedizinischem Gebiet brauchbar sind, sowie Assays und Screenszur Verwendung mit derartigen Verfahren, und Verbindungen, die durch Verwendung dieser Verfahren identifiziert werden können.The The present invention relates to methods of identification and Development of compounds based on pharmacological and / or veterinary Are useful as well as assays and screens for use with Such methods, and compounds by using this Procedure can be identified.
Insbesondere betrifft die Erfindung Verfahren zur Identifizierung von Verbindungen, die mit spannungsabhängigen Kaliumkanälen der Sha1 (Kv4) Familie (im Weiteren als "Kv4-Kanal (Kanäle)" bezeichnet) "interagieren" können (wie nachstehend definiert wird). Diese Verbindungen können bei der Prävention und/oder Behandlung von Krankheiten oder Störungen, die mit derartigen Kanälen assoziiert sind, brauchbar sein; einige von ihnen werden nachstehend erwähnt.Especially the invention relates to methods for identifying compounds, those with voltage-dependent potassium channels the Sha1 (Kv4) family (hereafter referred to as "Kv4 channel (channels)") can "interact" (as defined below). These compounds can be added prevention and / or Treatment of diseases or disorders associated with such channels be useful; some of them will be below mentioned.
Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Bestimmung, ob eine Verbindung mit einem Kv4-Kanal interagieren kann, beispielsweise um festzustellen, ob die Verbindung ein Agonist oder ein Antagonist (d.h, ein Blocker oder ein Öffner) eines Kv4-Kanals oder für einen Kv4-Kanal ist.The The invention also relates to methods for determining whether a compound interact with a Kv4 channel, for example, to determine whether the compound is an agonist or an antagonist (i.e., a blocker or an opener) a Kv4 channel or for a Kv4 channel is.
In einigen anderen, nicht-beschränkenden Ausführungsformen betrifft die Erfindung Assays und Screens, die diese Verfahren umfassen, und/oder die bei der Ausführung dieser Verfahren verwendet werden können; und transgene Fadenwürmer (Nematoden), die zur Verwendung mit diesen Verfahren geeignet sind, wie transgene Fadenwürmer der Gattung Caenorhabditis elegans ("C. elegans").In some others, non-limiting embodiments The invention relates to assays and screens comprising these methods and / or in the execution these methods can be used; and transgenic roundworms (nematodes), suitable for use with these methods, such as transgenic nematodes the genus Caenorhabditis elegans ("C. elegans").
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung Verfahren, Assays und/oder Screens, die für ein (automatisiertes) Screening von Sätzen oder Bibliotheken von Verbindungen bei mittlerem bis hohem Durchsatz geeignet sind (wie nachstehend näher definiert) – oder dafür konfiguriert sind oder werden können -. Solche Verfahren, Assays und/oder Screens – wie auch die damit identifizierten Verbindungen – können beispielsweise bei der Entdeckung, Entwicklung und/oder Herstellung von aktiven Verbindungen (oder diese enthaltenden Zusammensetzungen) für pharmakologische, veterinärmedizinische und/oder agrochemische Verwendung verwendet werden, wie nachstehend näher beschrieben wird.In a particularly preferred embodiment The invention relates to methods, assays and / or screens suitable for (automated) Screening sentences or libraries of compounds at medium to high throughput are suitable (as more closely below defined) - or configured for it are or can be -. Such methods, assays and / or screens - as well as those identified therewith Connections - for example in the discovery, development and / or production of active Compounds (or compositions containing them) for pharmacological, veterinary and / or agrochemical use, as follows described in more detail becomes.
Die Erfindung betrifft daher auch die Verbindungen, die bei Verwendung der erfindungsgemäßen Verfahren, Assays und/oder Screens identifiziert werden, und die Verwendung dieser Verbindungen bei der Entwicklung und/oder Herstellung von Zusammensetzungen für die pharmazeutische und/oder veterinärmedizinische Verwendung.The The invention therefore also relates to the compounds which are in use the method according to the invention, Assays and / or screens are identified, and use these compounds in the development and / or production of Compositions for pharmaceutical and / or veterinary use.
Weitere Aspekte, Ausführungsformen, Anwendungen und Vorteile der Erfindung sind aus der weiteren nachstehenden Beschreibung ersichtlich.Further Aspects, embodiments, Applications and advantages of the invention will be apparent from the following Description visible.
Kv4-Kanäle sowie deren (kodierende) Sequenzen, ihre biologische Funktion/Aktivität und ihre Assoziationen mit Krankheiten sind im Stand der Technik beschrieben, siehe beispielsweise Bahring et al., J. Biol. Chem., Bd. 276, Nr. 26, 233888-23894 (2001); Baldwin et al., Neuron 7: 471-483 (1991); Dixon et al., Circ. Res. 79: 659-688 (1996); Dilks et al., J. Neurophysiol. 81: 1974-1977 (1999); Kuo et al., Cell, Bd. 107, 801-813 (2001); Pak et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88; 4386-4390 (1991); Ohya et al., FEBS Lett. 420: 47-53 (1997); Roberts und Tamkun, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88; 1798-1802; Rudy et al., Mol. Cell. Neurosci. 2; 89-102 (1991); Serodio et al., J. Neurophysiol. 75: 2174-2179 (1996); Serodio und Rudy, J. Neurophysiol. 79: 1081-1091 (1998); und Takimoto et al., Circ. Res. 81: 553-539 (1997), sowie die darin erwähnten weitergehenden Literaturstellen.Kv4 channels as well their (coding) sequences, their biological function / activity and their Associations with diseases are described in the prior art, See, for example, Bahring et al., J. Biol. Chem., Vol. 276, No. 26, 233888-23894 (2001); Baldwin et al., Neuron 7: 471-483 (1991); Dixon et al. Circ. Res. 79: 659-688 (1996); Dilks et al., J. Neurophysiol. 81: 1974-1977 (1999); Kuo et al., Cell, Vol. 107, 801-813 (2001); anti-tank gun et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88; 4386-4390 (1991); Ohya et al., FEBS Lett. 420: 47-53 (1997); Roberts and Tamkun, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88; 1798-1802; Rudy et al., Mol. Cell. Neurosci. 2; 89-102 (1991); Serodio et al., J. Neurophysiol. 75: 2174-2179 (1996); Serodio and Rudy, J. Neurophysiol. 79: 1081-1091 (1998); and Takimoto et al., Circ. Res. 81: 553-539 (1997), as well as therein mentioned further references.
Im Allgemeinen sind Kv4-Kanäle als spannungsabhängige Kaliumkanäle inter alia bei Membrandepolarisierungs- und -repolarisierungsvorgängen beteiligt, z.B. als Teil von und/oder nach neuronalen Entladungen und/oder als Teil des Muskelkontraktions/-relaxations-Zyklus.in the Generally, Kv4 channels as voltage-dependent potassium channels involved in membrane depolarization and repolarization processes, e.g. as part of and / or after neuronal discharges and / or as part of the muscle contraction / relaxation cycle.
Insbesondere, wie auch in den vorstehenden Literaturstellen erwähnt, sind Kv4-Kanäle wahrscheinlich an den nativen A-Typ-Strömen beteiligt, die von verschiedenen Typen primärer Zellen generiert werden (Dilks et al., vorstehend), insbesondere in Muskel- und neuronalen Zellen. Kv4.2 und Kv4.3-Transkripte wurden in den meisten Neuronen gefunden, insbesondere in Neuronen des ZNS (siehe Serodio und Rudy, vorstehend, bei denen die Verteilung von Kv4-Kanälen in Rattengehirnen diskutiert wird); sowie im Herzmuskel (siehe Dixon et al., und Serodio et al., beide vorstehend, bei denen das Vorkommen und die Verteilung von Kv4-Transkripten im Herz von Ratte, Hund und Mensch diskutiert wird). Es wurde auch gefunden, dass im Vergleich zu Kv-Typ- Kanälen aus anderen Familien, wie Kv1-Typ-Kanälen, die Kv4-Kanäle bei Potentialen unterhalb des Schwellenwerts aktivieren und inaktivieren, mit Zeitkonstanten, die als Funktion der Spannung sehr wenig schwanken, inaktivieren (sogar bei sehr negativen Potentialen), und sich sehr rasch von einer Inaktivierung erholen können (siehe Rudy und Serodio, vorstehend).In particular, as also mentioned in the above references, Kv4 channels are likely to be involved in the native A-type currents generated by different types of primary cells (Dilks et al., Supra), especially in muscle and neuronal cells. Kv4.2 and Kv4.3 transcripts have been found in most neurons, particularly in neurons of the CNS (see Serodio and Rudy, supra, which discuss the distribution of Kv4 channels in rat brains); and heart muscle (see Dixon et al., and Serodio et al., supra, which discuss the occurrence and distribution of Kv4 transcripts in the rat, dog, and human heart). It has also been found that, compared to Kv-type channels from other families, such as Kv1-type channels, the Kv4 channels at potentials below the Activate and inactivate thresholds, with time constants that vary very little as a function of voltage, inactivate (even at very negative potentials), and recover very quickly from inactivation (see Rudy and Serodio, supra).
Bei neuronalen Zellen, und insbesondere bei Neuronen im Gehirn, spielen Kv4-Kanäle unter anderem wahrscheinlich eine wichtige Rolle bei der Modulierung der Entladungs(firing)-Rate, der Initiation von Aktivierungspotentialen, dem Gestalten von Burstmustern und der postsynaptischen Signalintegration (Dilks et al., und Bahring et al., vorstehend), und es wird angenommen, dass sie mit dem physiologischen Zustand oder den Störungen zusammenhängen, die aus diesen Aktivitäten resultieren (Serodio und Rudy, vorstehend).at neuronal cells, and especially neurons in the brain Kv4 channels among other things probably an important role in the modulation the firing rate, the initiation of activation potentials, shaping burst patterns and postsynaptic signal integration (Dilks et al., And Bahring et al., Supra), and it is believed that they are related to the physiological condition or disorders that from these activities result (Serodio and Rudy, supra).
Im Herzen spielen Kv4-Kanäle unter anderem eine Hauptrolle bei den calciumunabhängigen A-Typ-Strömen im Herzmuskel (dem "transienten Auswärts-Strom" oder "Ito"), insbesondere im Ventrikularmuskel des Herzens, und sind daher wahrscheinlich an der frühen Repolarisierung und somit der Gesamtdauer des Aktionspotentials und der Länge der Refraktärperiode (Serodio und Rudy, vorstehend) beteiligt. Deswegen glaubt man, dass Kv4-Kanäle mit (der Anfälligkeit für) Herzstörungen, wie Arrhythmien und anderen Arten von Herzversagen, assoziiert sind (Kuo et al., vorstehend).At the heart, Kv4 channels, among others, play a major role in the calcium-independent A-type currents in the heart muscle (the "transient outward current" or "I to "), particularly in the ventricular muscle of the heart, and are therefore likely to be at early repolarization and thus the total duration of the action potential and the length of the refractory period (Serodio and Rudy, supra). Therefore, Kv4 channels are believed to be associated with (susceptibility to) cardiac disorders, such as arrhythmias and other types of heart failure (Kuo et al., Supra).
Bisher wurden drei Kv4-Gene bei Säugetieren – als Kv4.1 (auch als mSha1 bekannt), Kv4.2 (auch als RK5 bekannt) bzw. Kv4.3 bezeichnet – geklont und charakterisiert, z.B. bei Ratten und Hunden (Dixon et al., Serodio et al., Ohya et al. und Takimoto et al., alle vorstehend) und bei Menschen (Dilks et al. und Bahring et al., vorstehend; siehe auch z.B. die WO 98/42833 und die US-A-6,395,477).So far were three Kv4 genes in mammals - as Kv4.1 (also known as mSha1), Kv4.2 (also known as RK5) or Kv4.3 marked - cloned and characterized, e.g. in rats and dogs (Dixon et al., Serodio et al., Ohya et al. and Takimoto et al., supra) and at Humans (Dilks et al., And Bahring et al., Supra; see also e.g. WO 98/42833 and US-A-6,395,477).
Die Sequenzen von Kv4-Kanälen bei Säugetieren bzw. die diese codierenden Gene sind auch bei öffentlich zugänglichen Datenbanken wie GenBank/NCBI erhältlich, z.B. Kv4.1 der Maus (Zugangsnummer NP_032449 und A3 8372); Kv4.1 des Menschen (Zugangsnummer BAA96454, AAF65617 und RF65516); Kv4.2 der Maus (Zugangsnummer NP_062671 und AAD16972), Kv4.2 der Ratte (Zugangsnummer NP_113918); Kv4.2 des Menschen (Zugangsnummer AAD22053 und CAB56841); Kv4.3 der Maus (Zugangsnummern NM_019931 und AF384170), Kv4.3 der Ratte (Zugangsnummer U42975) und Kv4.3 des Menschen (Zugangsnummer XM_052127).The Sequences of Kv4 channels in mammals or the genes coding for them are also publicly available Databases like GenBank / NCBI available, e.g. Kv4.1 mouse (accession numbers NP_032449 and A3 8372); Kv4.1 human (accession numbers BAA96454, AAF65617 and RF65516); Kv4.2 mouse (accession number NP_062671 and AAD16972), rat Kv4.2 (Accession number NP_113918); Kv4.2 of humans (accession number AAD22053 and CAB56841); Kv4.3 of the mouse (accession numbers NM_019931 and AF384170), Kv4.3 of the rat (accession number U42975) and Kv4.3 of the human (accession number XM_052127).
Die vorstehend angegebenen Literaturstellen lassen auch darauf schließen, dass zukünftig weitere Kanäle der Kv4-Familie identifiziert und geklont werden können, beispielsweise aus Neuronen des Gehirns, die Kv4-ähnliche A-Kanäle, die unterhalb des Schwellenwertes operieren, aber keine hohe Expression von Kv4.1, Kv4.2 und/oder Kv4.3 Transkripten aufweisen (siehe Serodio und Rudy, vorstehend), oder aus anderen geeigneten Geweben/Zellen.The References cited above also suggest that future more channels the Kv4 family can be identified and cloned, for example from neurons of the brain, the Kv4-like O channels, which operate below the threshold, but no high expression of Kv4.1, Kv4.2 and / or Kv4.3 transcripts (see Serodio and Rudy, supra) or other suitable tissues / cells.
Wie vorstehend erwähnt, weisen die Kv4-Kanäle bei Säugetieren auch einen hohen Grad an Sequenzidentität (>70%) mit dem Shal-ähnlichen Genprodukt auf, welches einen Kaliumkanal bei Drosophila melanogaster (siehe Baldwin et al., vorstehend, sowie die WO 01/58952), darstellt, und werden daher als eng verwandt mit diesen betrachtet.As mentioned above, have the Kv4 channels in mammals also a high degree of sequence identity (> 70%) with the Shal-like gene product, which a potassium channel in Drosophila melanogaster (see Baldwin et al., supra, as well as WO 01/58952), and therefore become considered as closely related to these.
Die Erfinder haben auch ein Gen aus C. elegans sequenziert, das Ähnlichkeit mit den Kv4-Genen von Säugetieren aufweist, und welches hier als Kv4.x bezeichnet wird. Die Sequenz des Gens ist in SEQ ID no. 3 angegeben. Diese Sequenz unterscheidet sich etwas von den auf der Basis der AceDB- und EMBL-Sequenz-Datenbanken (siehe AceDB Nr. Y73B6BL.19; EMBL Nr. AC084197) vorausgesagten Sequenzen.The Inventors have also sequenced a gene from C. elegans, the similarity with the Kv4 genes of mammals and which is referred to herein as Kv4.x. The sequence of the gene is given in SEQ ID no. This sequence is different something from those based on the AceDB and EMBL sequence databases (see AceDB # Y73B6BL.19; EMBL # AC084197) predicted sequences.
Mit Blick auf die vorstehend erwähnten biologischen Funktionen und die Assoziationen mit Krankheiten wird erwartet, dass Verbindungen, die als Agonisten und Antagonisten der Kv4-Kanäle (und/oder der mit diesen Kanälen assoziierten biologischen Funktion(en) und/oder Stoffwechselwegen), und insbesondere Verbindungen, die (vollständig oder teilweise) Kv4-Kanäle "blockieren" oder "öffnen" können, als pharmazeutisch aktive Mittel (Wirkstoffe) brauchbar sein können, insbesondere bei der Prävention und/oder Behandlung von Herzkrankheiten, wie Arrhythmien, bluthochdruck-induzierten Herzstörungen, wie bluthochdruck-induzierte Herzhypertrophie (z.B. ventrikuläre Hypertrophie), und Störungen des Nervensystems, wie Epilepsie, Schlaganfälle, traumatische Verletzungen des Gehirns, Angstzustände, Schlaflosigkeit, Alzheimer'scher Krankheit und Parkinson-Syndrom.With Look at the above biological functions and the associations with diseases becomes Expects compounds that act as agonists and antagonists the Kv4 channels (and / or the one with these channels associated biological function (s) and / or metabolic pathways), and, in particular, compounds that can (completely or partially) "block" or "open" Kv4 channels, as pharmaceutically active agents (active ingredients) may be useful, in particular in prevention and / or treatment of heart disease, such as arrhythmias, hypertension-induced Heart disorders, such as hypertension-induced cardiac hypertrophy (e.g., ventricular Hypertrophy), and disorders of the nervous system, such as epilepsy, strokes, traumatic injuries of the brain, states of anxiety, Insomnia, Alzheimer's Disease and Parkinson's syndrome.
Trotzdem finden sich im Stand der Technik keine Beschreibungen von Verfahren, durch welche solche Verbindungen (wirksam) identifiziert und/oder entwickelt werden könnten. Insbesondere sind keine Verfahren beschrieben, um Bibliotheken chemischer Verbindungen auf Agonisten und/oder Antagonisten von Kv4-Kanälen bei mittlerem oder hohem Durchsatz zu screenen (diesbezüglich sei angemerkt, dass der Durchsatz herkömmlicher Verfahren zum Screenen von Ionenkanälen, wie das "patch clamp"-Verfahren oder FLIPR-Verfahren, recht begrenzt ist).Nevertheless, there are no descriptions in the art of methods by which such compounds could (effectively) be identified and / or developed. In particular, no methods are described for screening libraries of chemical compounds for agonists and / or antagonists of Kv4 channels at medium or high throughput (in this regard, it should be noted that the throughput conventional method for screening ion channels, such as the "patch clamp" method or FLIPR method, is quite limited).
Es ist daher ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, Verfahren bereitzustellen, mit denen Verbindungen identifiziert und/oder entwickelt werden können, die mit einem Kv4-Kanal interagieren können, und/oder die auf qualitative und/oder quantitative Weise die Bestimmung ermöglichen, ob eine (bestimmte) Verbindung mit einem Kv4-Kanal interagiert oder damit interagieren kann.It is therefore a general object of the present invention, methods provide with which compounds identified and / or developed can be which can interact with a Kv4 channel, and / or on qualitative and / or quantitative way of determining whether a (particular) compound can interact with or interact with a Kv4 channel.
Gemäß der Erfindung in ihrer weitesten Auslegung wurde gefunden, dass dieses Ziel erreicht werden kann durch Verwen dung – in einem solchen Verfahren, Assay oder Screen – eines Fadenwurms, der mit mindestens einer Nukleotid-Sequenz, welche einen Kv4-Kanal codiert, transformiert wurde, z.B. durch in-Kontakt-bringen des Fadenwurms mit der/den zu testenden Verbindung(en), während in dem Fadenwurm der Kv4-Kanal exprimiert wird (d.h. in mindestens einer seiner Zellen, Teile, Gewebe oder Organe), und dann (die Veränderung von) mindestens einer detektierbaren/beobachtbaren (biologischen) Eigenschaft oder Eigenart des Fadenwurms zu bestimmen, d.h. als Ergebnis der Behandlung des Fadenwurms mit der (den) zu testenden Verbindung(en), d.h. im Vergleich mit einer geeigneten Referenz (wie dem Wildtyp oder einem anderen geeigneten Stamm, einschließlich, aber nicht begrenzt auf, den Stamm, der zur Expression des Kv4-Kanals verwendet wurde).According to the invention in its broadest interpretation, it was found that this goal was achieved can be made by using - in Such a method, assay or screen - a nematode worm with at least one nucleotide sequence encoding a Kv4 channel, was transformed, e.g. by contacting the roundworm with the / the while to be tested compound (s) in the nematode the Kv4 channel is expressed (i.e., in at least one of its cells, parts, tissues or organs), and then (the change of) at least one detectable / observable (biological) To determine property or peculiarity of nematode, i. when Result of treatment of nematode worm with test (s) Compound (s), i. in comparison with a suitable reference (such as the wild-type or other suitable strain, including, but not limited to the strain used to express the Kv4 channel has been).
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung daher einen Fadenwurm, dadurch gekennzeichnet, dass der Wurm eine heterologe Nukleotidsequenz exprimiert, welche einen funktionellen spannungsabhängigen Kaliumkanal der Kv4-Familie codiert, der Kv4.2 oder Kv4.3 oder eine Mutante davon mit einer Sequenzidentität von mindestens 50% auf der Aminosäureebene mit dem entsprechenden humanen Kv4.2 oder Kv4.3 Kanal darstellt.In In a first aspect, therefore, the invention relates to a nematode, characterized in that the worm is a heterologous nucleotide sequence expressing a functional voltage-gated potassium channel encoding the Kv4 family, the Kv4.2 or Kv4.3 or a mutant of which with a sequence identity of at least 50% at the amino acid level with the corresponding human Kv4.2 or Kv4.3 channel.
Dieser Fadenwurm ist vorzugsweise der Art Caenorhabditis, und ist vorzugsweise (ein Stamm von) Caenorhabditis elegans. An sich kann der Fadenwurm sein: C. elegans-Wildtyp (und/oder davon abgeleitet), eine geeignete Mutantenlinie oder -stamm (und/oder davon abgeleitet), und/oder eine geeignete transgene Linie oder Stamm (und/oder davon abgeleitet), wie nachstehend weiter beschrieben ist.This Roundworm is preferably of the species Caenorhabditis, and is preferably (a strain of) Caenorhabditis elegans. In itself, the threadworm C. elegans wild type (and / or derived therefrom), a suitable Mutant line or strain (and / or derived therefrom), and / or a suitable transgenic line or strain (and / or derived therefrom), as further described below.
Vorzugsweise ist der Kv4-Kanal (bzw. dessen kodierende Nukleotidsequenz) heterolog zu dem verwendeten Fadenwurm, wie nachstehend weiter beschrieben ist. Als solches kann der Kv4-Kanal (bzw. dessen kodierende Nukleotidsequenz) von jeder geeig neten biologischen Quelle abgeleitet sein, wie nachstehend weiter beschrieben ist. Vorzugsweise ist der Kv4-Kanal (bzw. dessen kodierende Nukleotidsequenz) von einem Säugetier abgeleitet, insbesondere bevorzugt vom Menschen.Preferably the Kv4 channel (or its coding nucleotide sequence) is heterologous to the nematode used, as further described below is. As such, the Kv4 channel (or its coding nucleotide sequence) of any appro priate biological Source be derived, as further described below. Preferably, the Kv4 channel (or its coding nucleotide sequence) from a mammal derived, in particular preferably from humans.
Auch kann anstelle eines natürlich vorkommenden Kv4-Kanals (bzw. dessen kodierender Nukleotidsequenz) eine (natürliche oder synthetische) Mutante davon verwendet werden, wie nachstehend näher beschrieben ist.Also can instead of a course occurring Kv4 channel (or its coding nucleotide sequence) a (natural or synthetic) mutants thereof, as described in more detail below is.
Der spannungsabhängige Kaliumkanal der Kv4-Familie ist vorzugsweise ein Kv4.2 oder Kv4.3-Kanal, wobei ein Kv4.3-Kanal besonders bevorzugt ist. Die den menschlichen Kv4.3 kodierende Nukleotidsequenz, die im nachstehenden experimentellen Teil verwendet wird, ist in der SEQ ID Nr. 4 dargestellt. Die Aminosäurensequenz von menschlichem Kv4.3 ist in der SEQ ID Nr. 5 dargestellt.Of the voltage-dependent Potassium channel of the Kv4 family is preferably a Kv4.2 or Kv4.3 channel, wherein a Kv4.3 channel is particularly preferred. The human Kv4.3 coding nucleotide sequence, the used in the experimental part below is in the SEQ ID NO: 4. The amino acid sequence of human Kv4.3 is shown in SEQ ID NO: 5.
Der Kv4-Kanal sollte zumindest in mindestens einer Zelle, einem Teil, einem Gewebe oder einem Organ des Fadenwurms exprimiert werden, wie nachstehend beschrieben wird. Zu diesem Zweck kann die den Kv4-Kanal kodierende Nukleotidsequenz in dem Wurm unter der Kontrolle eines oder mehrerer geeigneter regulatorischen Elemente exprimiert werden, wie beispielsweise einem im Fadenwurm vorhandenen geeigneten Promotor, wie auch nachstehend näher beschrieben wird.Of the Kv4 channel should at least be in at least one cell, one part, be expressed in a tissue or organ of the nematode, as described below. For this purpose, the Kv4 channel coding nucleotide sequence in the worm under the control of a or more suitable regulatory elements are expressed, such as a suitable promoter present in the nematode, as well as below is described.
Vorzugsweise führt die Expression des Kv4-Kanals zu mindestens einer detektierbaren Änderung in dem bzw. im Vergleich zu dem Fadenwurm, der zur Expression dieses Kanals verwendet wird. Vorzugsweise ist die detektierbare Änderung, die durch die Expression des Kv4-Kanals verursacht wird (nachstehend als "detektierbare phenotypische Änderung" bezeichnet)eine detektierbare biologische Änderung, und insbesondere eine detek tierbare phenotypische, physiologische, Verhaltens- und/oder biochemische Änderung, wie nachstehend näher beschrieben wird.Preferably leads the Expression of the Kv4 channel to at least one detectable change in or compared to the roundworm used to express this Channel is used. Preferably, the detectable change is which is caused by the expression of the Kv4 channel (below as "detectable phenotypic change ") detectable biological change, and in particular a detectable phenotypic, physiological, Behavioral and / or biochemical change, as described in more detail below becomes.
Besonders bevorzugt ist die mindestens eine detektierbare phenotypische Änderung mit der biologischen Aktivität der Expression des Kv4-Kanals in dem Fadenwurm (d.h. in mindestens einer Zelle, einem Teil, einem Gewebe oder einem Organ des Fadenwurms) assoziiert, z.B. ist sie ein Ergebnis davon. Einige bevorzugte, nicht-beschränkende Beispiele solcher detektierbarer phenotypischer Änderungen werden nachstehend beschriebenParticularly preferred is the at least one detectable phenotypic change with the biological activity of the expression of the Kv4 channel in the roundworm (ie in at least one cell, a part, a tissue or organ of the roundworm), eg it is a result of it. Some preferred, non-limiting examples of such detectable phenotypic changes are described below
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Bestimmung, ob eine Verbindung oder Verbindungen mit einem spannungsabhängigen Kaliumkanal der Kv4-Familie interagieren kann, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- (a) in-Kontakt-bringen mindestens eines wie hier beschriebenen Fadenwurms mit der (mindestens einen) Verbindung oder den Verbindungen; und
- (b) Detektieren und/oder Beobachten mindestens einer detektierbaren Änderung des oder in dem Fadenwurm.
- (a) contacting at least one nematode as described herein with the (at least one) compound or compounds; and
- (b) detecting and / or observing at least one detectable change of or in the roundworm.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Screening einer Gruppe von Verbindungen, ob eine oder mehrere der Verbindungen dieser Gruppe mit einem spannungsabhängigen Kaliumkanal der Kv4-Familie interagieren können, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- (a) in-Kontakt-bringen mindestens eines wie hier beschriebenen Fadenwurms mit (mindestens einer) Verbindung oder Verbindungen; und
- (b) Detektieren und/oder Beobachten, ob eine der Verbindungen der Gruppe eine detektierbare Änderung des oder in dem Fadenwurm bewirkt.
- (a) contacting at least one nematode as described herein with (at least one) compound or compounds; and
- (b) detecting and / or observing whether one of the compounds of the group causes a detectable change in or in the roundworm.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Identifizierung einer Verbindung, die mit einem spannungsabhängigen Kaliumkanal der Kv4-Familie interagieren kann, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- (a) in-Kontakt-bringen mindestens eines wie hier beschriebenen Fadenwurms mit der Verbindung; und
- (b) Detektieren und/oder Beobachten, ob die Verbindung eine detektierbare Änderung des Fadenwurms oder darin bewirkt;
- (a) contacting at least one roundworm with the compound as described herein; and
- (b) detecting and / or observing whether the compound causes a detectable change in the nematode or in it;
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Identifizierung einer Verbindung, die bei der Prävention und/oder Behandlung einer Krankheit oder einer Störung verwendet werden kann, die mit (einem Defekt in) einem Kv4-Kanal assoziiert ist oder davon verursacht wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- (a) in-Kontakt-bringen mindestens eines wie hier beschriebenen Fadenwurms mit der Verbindung; und
- (b) Detektieren und/oder Beobachten, ob die Verbindung eine detektierbare Änderung des Fadenwurms oder darin bewirkt;
- (a) contacting at least one roundworm with the compound as described herein; and
- (b) detecting and / or observing whether the compound causes a detectable change in the nematode or in it;
Die Krankheit oder Störung ist vorzugsweise eine Krankheit oder Störung, die mit dem (einer Störung des) Kv4.1, Kv4.2 und insbesondere Kv4.3 assoziiert ist oder davon verur sacht wird, und die insbesondere aus den vorstehend und/oder im vorstehend genannten Stand der Technik beschriebenen Krankheiten und Störungen ausgewählt ist.The Illness or disorder is preferably a disease or disorder associated with (a disorder of) Kv4.1, Kv4.2 and in particular Kv4.3 or caused by it is, and in particular from the above and / or in the above selected prior art diseases and disorders is selected.
Insbesondere kann die Störung oder Krankheit eine mit einem (einer Störung eines) Kv4-Kanal(s) assoziierte oder davon verursachte Herzstörung sein, wie beispielsweise eine Arrhythmie, und/oder eine Krankheit oder Störung des Nervensystems (insbesondere einschließlich, aber nicht begrenzt auf, das Zentralnervensystem), die mit (einer Störung) eines Kv4-Kanals assoziiert ist oder davon verursacht wird, einschließlich, aber nicht begrenzt auf die Krankheiten, die vorstehend und/oder im vorstehend genannten Stand der Technik beschrieben sind.Especially can the disorder or disease associated with a (disorder of) a Kv4 channel (s) or caused heart failure be, such as an arrhythmia, and / or a disease or disorder of the nervous system (including but not limited to on, the central nervous system) associated with (a disturbance) of a Kv4 channel is or is caused by, including, but not limited to to the diseases mentioned above and / or in the above State of the art are described.
Vorzugsweise ist die von der (den) zu testenden Verbindung(en) verursacht detektierbare Änderung (nachstehend als "signifikante biologische Änderung" bezeichnet) eine detektierbare biologische Änderung, und insbesondere eine detektierbare phenotypische, physiologische, Verhaltens- und/oder biochemische Änderung, wie nachstehend näher beschrieben wird.Preferably is the detectable change caused by the compound (s) to be tested (hereinafter as "significant biological change ") detectable biological change, and especially a detectable phenotypic, physiological, behavioral and / or biochemical change, as below is described.
Insbesondere ist die mindestens eine signifikante biologische Änderung repräsentativ für die – d.h. sie ist ein Ergebnis der – Interaktion der Verbindung(en) mit dem in dem verwendeten Fadenwurm exprimierten Kv4-Kanal. Einige bevorzugte, nicht-beschränkende Beispiele sind nachstehend angegeben.In particular, the at least one significant biological change is representative of - ie it is a result of - the interaction of the compound (s) with that expressed in the nematode used Kv4 channel. Some preferred, non-limiting examples are given below.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung eines transgenen Fadenwurms, wie er in den vorstehenden Verfahren beschrieben ist.In In another aspect, the invention relates to the use of a transgenic roundworm, as described in the preceding methods is.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Verbindung, die unter Verwendung des transgenen Fadenwurms und/oder der hier beschriebenen Verfahren identifiziert wird. Diese Verbindungen können Agonisten und/oder Antagonisten (d.h. Blocker oder Öffner) des betreffenden Kv4-Kanals sein, und können beispielsweise (bei der Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung) zur Prävention und/oder Behandlung von Krankheiten oder Störungen verwendet werden, die mit (Störungen in) Kv4-Kanälen assoziiert sind, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Krankheiten und Störungen, die vorstehend und/oder im vorstehend genannten Stand der Technik beschrieben sind.In In another aspect, the invention relates to a compound which using the transgenic nematode and / or those described herein Procedure is identified. These compounds can be agonists and / or antagonists (i.e., blockers or openers) of the relevant Kv4 channel be, and can for example (in the preparation of a pharmaceutical composition) for prevention and / or treatment of diseases or disorders that are used with (faults in) Kv4 channels including, but not limited on the diseases and disorders, the above and / or in the above-mentioned prior art are described.
Weitere nicht-beschränkende Aspekte, Ausführungsformen, Anwendungen und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung der Erfindung deutlich.Further non-limiting Aspects, embodiments, Applications and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of the invention clearly.
Erfindungsgemäß kann jeder geeignete Fadenwurm verwendet werden. Vorzugsweise ist der Fadenwurm ein mikroskopisch kleiner Fadenwurm, d.h, ein Fadenwurm mit einer Größe (im Adultstadium) von nicht mehr als 3 mm, vorzugsweise nicht mehr als 2 mm, und üblicherweise zwischen 0,1 und 1,5 mm. Geeignete Beispiele sind für den Fachmann ersichtlich.Everyone can according to the invention suitable nematode can be used. Preferably, the nematode is a microscopic roundworm, that is, a roundworm with a Size (adult) of not more than 3 mm, preferably not more than 2 mm, and usually between 0.1 and 1.5 mm. Suitable examples are those skilled in the art seen.
Insbesondere gehört der verwendete Fadenwurm zur Gattung Caenorhabditis, und insbesondere ist es Caenorhabditis elegans. In dieser Ausführungsform stellt die Erfindung ein oder mehrere mit der Verwendung von C. elegans verbundene Vorteile bereit, wie:
- – C. elegans hat einen kurzen Lebenszyklus von etwa 3 bis 4 Tagen.
- Dies bedeutet nicht nur, dass diese Fadenwürmer (und geeignete Mutanten, Transgene und/oder stabile Linien davon) schnell und in großer Anzahl kultiviert/gezüchtet werden können, sondern auch, dass die Verwendung von C. elegans in Testverfahren in relativ kurzer Zeit und mit hohem Durchsatz möglich ist, bei denen die Fadenwürmer in einem oder mehre ren, oder allen, Lebens-/Entwicklungsstadien, und sogar über eine oder mehrere Generationen, getestet werden. Wegen der kurzen Lebensspanne können mit auf C. elegans basierenden Testverfahren Verbindungen in einem oder mehreren, oder allen, Lebens-/Entwicklungsstadien ohne mit der Stabilität und/oder (Bio-)Verfügbarkeit verbundenen Problemen getestet werden. Wegen seiner geringen Größe kann C. elegans auch in den Vertiefungen einer Multi-Well-Platte kultiviert und beobachtet werden, so dass diese Testverfahren automatisiert werden können;
- – C. elegans ist durchscheinend und erlaubt so – vorteilhafterweise – die visuelle oder nicht-visuelle Beobachtung innerer Organe und innerer Prozesse, und auch die Verwendung von Markern, wie fluoreszenten "Reporter"-Proteinen, sogar während der Wurm am Leben ist. Gleichfalls kann, wie nachstehend erläutert ist, diese Beobachtung unter Verwendung geeigneter Ausrüstungen wie Plattenlesegeräten automatisiert vorgenommen werden;
- – Verfahren zur Behandlung, Kultivierung, Erhaltung und Aufbewahrung (z.B. als gefrorene Proben, was große praktische Vorteile bietet) von C. elegans sind im Stand der Technik etabliert, beispielsweise im nachstehend in Bezug genommenen Standard-Handbuch von C. elegans. C. elegans kann beispielsweise als eine oder mehrere Proben mit im wesentlich vollständig isogenem (isogenen) Genotyp(en) verwendet werden;
- – C. elegans ist ein bekannter und gut charakterisierter Modellorganismus. Beispielsweise wurde das Genom von C. elegans vollständig sequenziert (wobei 70% der menschlichen Genlinien konserviert sind), und es sind auch die vollständigen Zelllinien und Zellinteraktionen (beispielsweise von Synapsen) bekannt. Zusätzlich verfügt C. elegans über ein vollständig diploides Genom, und ist in der Lage, sich sexuell zu reproduzieren (z.B. für Kreuzungen) oder sich als selbstbefruchtender Hermaphrodit fortzupflanzen. Weiterhin sind verschiedene Techniken zur genetischen Modifikation von C. elegans im Stand der Technik bekannt, einschließlich von Transformations- und Selektionstechniken. All dies stellt viele Vorteile bereit, nicht nur bei der Verwendung von C. elegans in genetischen und/oder biologischen Untersuchungen, sondern auch bei der Verwendung von C. elegans bei der Entdeckung, Entwicklung und/oder Pharmakologie von (potentiellen) Arzneimitteln zur Verwendung bei Mensch oder Tier.
- – C. elegans kann die zu testenden Verbindungen leicht aus dem umgebenden Medium aufnehmen, beispielsweise über den Gastrointestinaltrakt (z.B. über Pharynxpumpen, gefolgt von aktivem oder passivem Transport durch die Wand des Gastrointestinaltraktes) und/oder durch Diffusion durch die Haut. Auf diesem Weg konnte auch gezeigt werden, dass beim Menschen wirksame Arzneimittel auch eine biologische Wirkung bei C. elegans haben (d.h. auf den biologisch relevanten Phänotyp).
- C. elegans has a short life cycle of about 3 to 4 days.
- Not only does this mean that these roundworms (and suitable mutants, transgenes and / or stable lines thereof) can be cultured / grown rapidly and in large numbers, but also that the use of C. elegans in test procedures in a relatively short time and with high throughput is possible in which the roundworms are tested in one or more ren, or all, stages of life / development, and even over one or more generations. Because of the short lifespan, C. elegans-based assays can test compounds at one or more, or all, stages of life / development without problems associated with stability and / or (bio) availability. Because of its small size, C. elegans can also be cultured and observed in the wells of a multi-well plate so that these assays can be automated;
- - C. elegans is translucent, thus allowing - advantageously - the visual or non-visual observation of internal organs and processes, as well as the use of markers such as fluorescent "reporter" proteins, even while the worm is alive. Likewise, as explained below, this observation can be automated using suitable equipment such as plate readers;
- Methods of treatment, cultivation, maintenance and storage (eg as frozen samples, which offers great practical advantages) of C. elegans are well established in the art, for example in the standard manual of C. elegans, referred to below. For example, C. elegans may be used as one or more samples having substantially completely isogenic (isogenic) genotype (s);
- C. elegans is a well-known and well-characterized model organism. For example, the genome of C. elegans has been completely sequenced (with 70% of the human gene lines conserved), and complete cell lines and cell interactions (for example, synapses) are also known. In addition, C. elegans has a fully diploid genome, and is able to reproduce sexually (eg, for crossbreeding) or reproduce as a self-fertilized hermaphrodite. Furthermore, various techniques for the genetic modification of C. elegans are known in the art, including transformation and selection techniques. All this provides many benefits, not only in the use of C. elegans in genetic and / or biological studies, but also in the use of C. elegans in the discovery, development and / or pharmacology of (potential) drugs for use Human or animal.
- C. elegans can easily ingest the compounds to be tested from the surrounding medium, for example via the gastrointestinal tract (eg via pharyngeal pumps, followed by active or passive transport through the wall of the gastrointestinal tract) and / or by diffusion through the skin. In this way it could also be shown that drugs effective in humans also have a biological effect on C. elegans (ie on the biologically relevant phenotype).
Zum leichteren Verständnis wird nachfolgend die Erfindung unter Bezugnahme auf C. elegans beschrieben. Aus dem Vorstehenden ist jedoch ersichtlich, dass die Erfindung in ihrer weitesten Auslegung nicht auf die Verwendung dieses spezifischen Fadenwurms begrenzt ist.To the easier understanding In the following, the invention will be described with reference to C. elegans. From the foregoing, however, it will be apparent that the invention in their broadest interpretation, not to the use of this specific Nematode worm is limited.
Für allgemeine Informationen zu C. elegans und Methoden zur Behandlung dieses Fadenwurms wird auf die Standard-Handbücher zu C. elegans verwiesen, beispielsweise auf W.B. Wood et al., "The nematode Caenorhabditis elegans", Cold Spring Harbor Laboratory Press (1988); D.L. Riddle et al., "C. ELEGANS II", Cold Spring Harbor Laboratory Press (1997); "Caenorhabditis elegans, Modern Biological analysis of an organism", hrsg. von H. Epstein und D. Shakes, Methods in Cell Biology, Bd. 48, 1995; und "C. elegans, a practical approach", hrsg. von I.A. Hope, Oxford University Press Inc., New York, USA, 1999.For general Information about C. elegans and methods of treating this roundworm is going to the standard manuals too C. elegans, for example W.B. Wood et al., "The nematode Caenorhabditis elegans, "Cold Spring Harbor Laboratory Press (1988); D.L. Riddle et al., "C. ELEGANS II", Cold Spring Harbor Laboratory Press (1997); "Caenorhabditis elegans, Modern Biological analysis of an organism ", edited by H. Epstein and D. Shakes, Methods in Cell Biology, Vol. 48, 1995; and "C. elegans, a practical approach", ed. from I.A. Hope, Oxford University Press Inc, New York, USA, 1999.
Zusätzlich werden einige weitere Methoden und Verfahren zur Durchführung von in vivo Assays unter Verwendung von C. elegans allgemein in den nachstehenden Anmeldungen des Anmelders beschrieben: PCT/EP99/09710 (veröffentlicht am 15. Juni 2000 als WO 00/34438); PCT/EP99/04718 (veröffentlicht am 15. Januar 2000 als WO 00/01846); PCT/IB00/00575 (veröffentlicht am 26. Oktober 2000 als WO 00/63427); PCT/IB00/00557 (veröffentlicht am 26.In addition will be some other methods and methods for performing in vivo assays using C. elegans in the applicant's applications below described: PCT / EP99 / 09710 (published on June 15, 2000 as WO 00/34438); PCT / EP99 / 04718 (published on January 15, 2000 as WO 00/01846); PCT / IB00 / 00575 (published on October 26, 2000 as WO 00/63427); PCT / IB00 / 00557 (published on 26.
Oktober 2000 als WO 00/53425); PCT/IB00/00558 (veröffentlicht am 26. Oktober 2000 als WO 00/63426); sowie beispielsweise in der PCT/US98/10080 (veröffentlicht am 19. November 1998 als WO 98/51351), PCT/US99/13650, PCT/US99/01361 (veröffentlicht am 29. Juli 1999 als WO 99/37770), und PCT/EP00/05102.October 2000 as WO 00/53425); PCT / IB00 / 00558 (published October 26, 2000 as WO 00/63426); and, for example, in PCT / US98 / 10080 (published on November 19, 1998 as WO 98/51351), PCT / US99 / 13650, PCT / US99 / 01361 (released on July 29, 1999 as WO 99/37770), and PCT / EP00 / 05102.
Erfindungsgemäß kann jeder geeignete Stamm oder jede geeignete Linie von C. elegans mit einer oder mehreren einen Kv4-Kanal kodierenden Nukleotidsequenzen transformiert werden, und/oder kann auf andere Weise zur Exprimierung eines Kv4-Kanals veranlasst werden, so dass ein Fadenwurm bereitgestellt wird, der sich zur erfindungsgemäßen Verwendung eignet. Geeignete Linien oder Stämme sind dem Fachmann geläufig, und können (ohne Einschränkung) Wildtyp- und N2-Stämme sowie Mutanten und/oder transformierte Linien oder Stämme von C. elegans umfassen, einschließlich, aber nicht begrenzt auf, die in den vorstehenden Standard-Handbüchern zu C. elegans aufgelisteten Mutantenlinien oder -stämme.Everyone can according to the invention suitable strain or line of C. elegans with one or more transformed several Kv4 channel coding nucleotide sequences and / or may otherwise be used to express a Kv4 channel be arranged so that a roundworm is provided, the for the use according to the invention suitable. Suitable lines or strains are familiar to the expert, and can (without restriction) Wild-type and N2 strains as well as mutants and / or transformed lines or strains of C. elegans, including, but not limited to those in the standard manuals above C. elegans listed mutant lines or strains.
Einige bevorzugte C. elegans Linien oder Stämme zur erfindungsgemäßen Verwendung umfassen, ohne darauf begrenzt zu sein:
- – Wildtyp- und allgemein verwendete Laborstämme wie N2 und Hawaii;
- – Stämme mit konstitutivem Pumpen, insbesondere unc-31 und HD8 (LMBP 5447CB, auch bg46 oder hdr (bg46) genannt, siehe die PCT/IB00/00557 des Anmelders). Unter diesen Stämmen/Mutanten kann jedes geeignete Allel verwendet werden, beispielsweise unc31 (e928).
- – unc Mutanten, insbesondere unc-19, unc-36 und unc-119. Unter diesen Mutanten kann jedes geeignete Allel verwendet werden, beispielsweise unc36(e251) oder unc-119(ed3).
- – egl-Mutanten, insbesondere egl-16, egl-19, egl-36 und egl-139. Unter diesen Mutanten kann jedes geeignete Allel verwendet werden, beispielsweise egl-19(n582), egl-36(sa577), egl-36(n728) oder egl19(n2368).
- – eat-Mutanten, insbesondere eat-16. Unter diesen Mutanten kann jedes geeignete Allel verwendet werden, beispielsweise eat16(sy438).
- – exp-Mutanten, insbesondere exp-2-Mutanten, und insbesondere bevorzugt exp-2-Mutanten mit Funktionsverlust. Unter diesen Mutanten kann jedes geeignete Allel verwendet werden, beispielsweise exp-2(sa26ad1426) oder exp-2(sa26ad1201)(für letzteres siehe Davis, Dent und Avery, Worm Breeder's Gazette 14(4):72 (1996).
- – pha-Mutanten, insbesondere pha-1. Unter diesen Mutanten kann jedes geeignete Allel verwendet werden, beispielsweise pha-1 (e2123).
- - wild-type and commonly used laboratory strains such as N2 and Hawaii;
- Constitutive pumping strains, in particular unc-31 and HD8 (LMBP 5447CB, also called bg46 or hdr (bg46), see Applicant's PCT / IB00 / 00557). Among these strains / mutants, any suitable allele may be used, for example, unc31 (e928).
- - unc mutants, especially unc-19, unc-36 and unc-119. Among these mutants, any suitable allele may be used, for example, unc36 (e251) or unc-119 (ed3).
- Egl mutants, in particular egl-16, egl-19, egl-36 and egl-139. Among these mutants, any suitable allele may be used, for example, egl-19 (n582), egl-36 (sa577), egl-36 (n728), or egl19 (n2368).
- - eat mutants, especially eat-16. Among these mutants, any suitable allele may be used, for example, eat16 (sy438).
- Exp-mutants, especially exp-2 mutants, and particularly preferably exp-2 mutants with loss of function. Among these mutants, any suitable allele may be used, for example, exp-2 (sa26ad1426) or exp-2 (sa26ad1201) (for the latter see Davis, Dent and Avery, Worm Breeder's Gazette 14 (4): 72 (1996).
- Pha mutants, especially pha-1. Among these mutants, any suitable allele may be used, for example pha-1 (e2123).
So sind zwei bevorzugte, aber nicht-beschränkende Klassen von Mutanten die "Muskel-verwandten" Mutanten (wie beispielsweise exp-2, unc-19 und andere vorstehend erwähnte Muskel-verwandte Mutanten), und die "Neuronen-verwandten" Mutanten.So are two preferred but non-limiting classes of mutants the "muscle-related" mutants (such as exp-2, unc-19 and other muscle-related mutants mentioned above), and the "neuron-related" mutants.
Eine bevorzugte, aber nicht-beschränkende Gruppe von Mutanten zur erfindungsgemäßen Expression des Kv4-Kanals schließen diejenigen ein, bei denen ein oder mehrere der nativen Io nenkanäle, die bei neuronalen Funktionen beteiligt sind, und insbesondere bei denen ein oder mehrere der bei der Polarisation und/oder Repalarisation von neuronalen und/oder Muskelmembranen (einschließlich, aber nicht beschränkt auf Orthologe des Kv4-Kanals bei dem Fadenwurm, wie beispielsweise Kv4.x und anderen nativen Ionenkanälen) beteiligten nativen Ionenkanäle im Vergleich zum Wildtyp oder N2 verändert wurden (beispielsweise herunterreguliert oder vollständig ausgeschaltet (knocked out)). Beispielsweise können dies Mutanten sein, bei denen ein oder mehrere der bei der Membranrepolarisation beteiligten Kaliumkanäle vollständig oder teilweise geschlossen sind (entweder vorübergehend, wie bei RNAi, oder konstitutiv, wie durch eine geeignete Mutation). Bei den letzteren Mutanten – von denen die exp-2-Mutante ein bevorzugtes, aber nicht beschränkendes Beispiel darstellt – kann eine Expression des Kv4-Kanals den Mutanten-Phänotyp teilweise oder vollständig wiederherstellen, oder "retten". Im Allgemeinen können derartige Mutanten mit Hilfe eines Elektropharyngogramms ("EPG") und/oder intrazellulären elektrischen Aufzeichnungen ("IER") der Pharynxmuskels identifiziert werden, da ihr EPG und/oder IER sie von dem EPG und/oder IER des Wildtyps oder N2 unterscheidet.A preferred, but non-limiting group of mutants for expression of the Kv4 channel according to the invention include those in which one or more of the native ion channels involved in neuronal functions, and in particular one or more of which in polarization and / or repelization of neuronal and / or muscle membranes (including, but not limited to, Kv4 channel orthologs in the nematode, such as Kv4.x and other native ion ka Nalen ion channels have been changed compared to the wild type or N2 (for example, downregulated or completely switched off (knocked out)). For example, these may be mutants in which one or more of the potassium channels involved in membrane repolarization are fully or partially closed (either transiently, as in RNAi, or constitutive, such as by an appropriate mutation). In the latter mutants - of which the exp-2 mutant is a preferred but not limiting example - expression of the Kv4 channel may partially or completely restore or "rescue" the mutant phenotype. In general, such mutants can be identified by means of an electropharyngogram ("EPG") and / or intracellular electrical recordings ("IER") of the pharyngeal muscle, since their EPG and / or IER distinguishes them from the wild type or N2 EPG and / or IER ,
Bezüglich "Elektropharyngogrammen" ("EPG") und "intrazellulären elektrischen Aufzeichnungen" ("IER") siehe Raizen und Avery, Neuron, Bd. 12, 483-495 (1994) und die vorstehend erwähnten C. elegans Standard-Handbücher, insbesondere das Kapitel von Avery und Thomas in Riddle et al., C. ELEGANS II (Kapitel 24, Seiten 679-716) und Hope et al., insbesondere Seiten 171-176. Alternativ kann die neuronale oder Muskel-Aktivität unter Verwendung gut bekannter patch-clamp-Verfahren bestimmt werden.Regarding "electropharyngograms" ("EPG") and "intracellular electrical Notes "(" IER ") see Raizen and Avery, Neuron, Vol. 12, 483-495 (1994) and the aforementioned C. elegans standard manuals, especially the chapter of Avery and Thomas in Riddle et al., C. ELEGANS II (Chapter 24, pages 679-716) and Hope et al., In particular Pages 171-176. Alternatively, the neuronal or muscle activity may be below Use of well-known patch-clamp method can be determined.
Beispielsweise
haben Mutanten wie exp-2 im EPG einen "Repolarisations-" (oder "Relaxations-")Peak (Peak "R",
siehe Avery und Thomas,
In einer bevorzugten, aber nicht-beschränkenden Ausführungsform der Erfindung zeigen die zur Expression des Kv4-Kanals verwendeten Stämme ein vermindertes Pharynxpumpen und/oder vermindertes Trinkverhalten (siehe nachstehend), vorzugsweise beides, im Vergleich zum Wildtyp/N2. Wegen der Defekte bei der Membranrepolarisation ist die exp-2-Mutante ebenfalls ein nicht-beschränkendes Beispiel dafür.In a preferred, but non-limiting embodiment The invention features the strains used to express the Kv4 channel reduced pharyngeal pumping and / or reduced drinking behavior (see below), preferably both, compared to wild-type / N2. Because of defects in membrane repolarization, the exp-2 mutant is also a non-limiting Example of this.
In einer weiteren Ausführungsform zeigen die zur Expression der Kv4-Kanäle verwendeten Stämme eine verminderte Sensitivität und/oder Aktivität von (einem oder mehreren) sensorischen Neuronen. Ein bevorzugtes, aber nicht-beschränkendes Beispiel eines derartigen "sensorische Neuronen-verwandten" Mutantenstammes ist osm-3.In a further embodiment For example, the strains used to express the Kv4 channels show one decreased sensitivity and / or activity of (one or more) sensory neurons. A preferred, but non-limiting Example of such a "sensory Neuron-related "mutant strain is osm-3.
Die vorstehenden und andere Mutanten (und deren geeignete Allele), die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind allgemein im Stand der Technik beschrieben – beispielsweise in den vorstehend beschriebenen C. elegans Standard-Handbüchern – und können beispielsweise vom Caenorhabditis Genetics Center ("CGC"), St. Paul, Minnesota, USA, bezogen werden.The above and other mutants (and their suitable alleles) which used according to the invention can, are generally described in the prior art - for example in the above C. elegans standard manuals - and can be found, for example, by Caenorhabditis Genetics Center ("CGC"), St. Paul, Minnesota, USA, related.
Der Kv4-Kanal (oder dessen kodierende Nukleotidsequenz), der zur Transformation des Fadenwurms verwendet wird, kann jeder spannungsabhängige Kaliumkanal (oder die ihn kodierende Nukleotidsequenz) der Kv4-Familie sein. Es kann sich daher um (eine kodierende Nukleotidsequenz für) einen Kv4.1, Kv4.2 oder Kv4.3-Kanal handeln, oder jeden anderen spannungsabhängigen Kv4-Kaliumkanal, der im Stand der Technik beschrieben ist oder der nach dem Anmeldedatum der vorliegenden Anmeldung identifiziert wird.Of the Kv4 channel (or its coding nucleotide sequence) used for transformation of nematode worm, any voltage-gated potassium channel can be used (or the nucleotide sequence encoding it) of the Kv4 family. It may therefore be (a coding nucleotide sequence for) one Kv4.1, Kv4.2 or Kv4.3 channel, or any other voltage-dependent Kv4 potassium channel, which is described in the prior art or the after the filing date of the present application.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kv4-Kanal um Kv4.2 oder Kv4.3, wobei Kv4.3 ganz besonders bevorzugt ist.Preferably the Kv4 channel is Kv4.2 or Kv4.3, where Kv4.3 is very particularly preferred.
Der Kv4-Kanal (die ihn kodierende Nukleotidsequenz) kann aus jeder geeigneten biologischen Quelle erhalten werden; in der Regel ist dies ein Vielzeller, insbesondere ein Vielzeller, der ein oder mehrere neuronale Zellen und/oder Muskelzellen aufweist.Of the Kv4 channel (the nucleotide sequence encoding it) may be any suitable one obtained from a biological source; usually this is a multicellular, in particular, a multicellular cell containing one or more neuronal cells and / or muscle cells.
Vorzugsweise stammt der Kv4-Kanal (die den Kv4-Kanal kodierende Nukleotidsequenz) von einem Vertebraten (Wirbeltier), insbesondere von einem Warmblüter, und ganz besonders bevorzugt von einem Säugetier, wie einer Ratte, einer Maus, einem Hasen, einem Schaf, einem Schwein, einer Ziege, einem Hund, einem nicht-humanen Primaten oder einem Menschen (dies ist besonders bevorzugt). Die Erfindung ist in ihrem weitesten Sinn jedoch nicht darauf beschränkt, sondern umfasst – beispielsweise – auch die Verwendung von Kv9-Kanälen aus:
- – anderen Wirbeltieren, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Vögel, Fische, wie beispielsweise Zebrafische, Reptilien und Amphibien wie beispielsweise Xenopus;
- – Wirbellosen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Insekten, wie beispielsweise Drosophila, Heliothus, Hausfliege, Moskito, oder Aphidae (z.B. Sha-l-ähnliche Kanäle), Fa denwürmer, wie C. elegans (z.B. Kv4.x-Kanäle), und schädliche und/oder parasitäre Fadenwürmer, wie beispielsweise Ostertagia, Haemonchus und Trichostringylus.
- - other vertebrates, including, but not limited to, birds, fish such as zebrafish, reptiles and amphibians such as Xenopus;
- Invertebrates, including, but not limited to, insects such as Drosophila, Heliothus, house fly, mosquito, or Aphidae (eg, Sha I-like channels), fa worms, such as C. elegans (eg, Kv4.x channels), and harmful and / or parasitic nematodes such as Ostertagia, Haemonchus and Trichostringylus.
Im Rahmen der Erfindung kann der Fadenwurm auch transformiert werden mit:
- – (einer oder mehreren Nukleotidsequenaen, kodierend) ein oder mehr Teile oder Fragmente eines natürlich vorkommenden Kv4-Kanals; und/oder mit
- – (einer oder mehreren Nukleotidsequenzen, kodierend) eine natürliche oder synthetische Mutante, Variante, ein Analog, Homolog oder Ortholog eines natürlich vorkommenden Kv4-Kanals, und/oder eines oder mehrere Teile oder Fragmente davon;
- - (one or more nucleotide sequences encoding) one or more parts or fragments of a naturally occurring Kv4 channel; and / or with
- - (one or more nucleotide sequences encoding) a natural or synthetic mutant, variant, analogue, homologue or orthologue of a naturally occurring Kv4 channel, and / or one or more parts or fragments thereof;
Vorzugsweise ist jede solche Kv4-Kanal-Mutante von einem natürlich vorkommenden Säugetier-Kv4-Kanal abgeleitet, und insbesondere von einem natürlich vorkommenden humanen Kv4-Kanal. Beispielsweise können natürliche Ortholage humaner Kv4-Kanäle anderer Spezies unter Verwendung von Bioinformations-Verfahren und/oder durch die Verwendung von Sonden/Primern auf der Basis der humanen Kv4-Sequenz identifiziert werden.Preferably is any such Kv4 channel mutant from a naturally occurring mammalian Kv4 channel derived, and in particular from a naturally occurring human Kv4 channel. For example, you can natural Ortholay of human Kv4 channels of other species using bioinformative methods and / or by the use of probes / primers based on the human Kv4 sequence be identified.
Vorzugsweise weist auch jede erfindungsgemäß verwendete Kv4-Kanal-Mutante (die ihn kodierenden Nukleotidsequenzen) eine Sequenzidentität von mindestens 50%, bevorzugt mindestens 60%, insbesondere bevorzugt mindestens 70%, ganz besonders bevorzugt mindestens 80%, am meisten bevorzugt mindestens 90% und speziell bevorzugt mindestens 95% auf der Ebene der Aminosäuren mit dem entsprechenden humanen Kv4-Kanal auf (z.B. Kv4.1, Kv4.2 und bevorzugt Kv4.3)(oder, alternativ, mit der Kv4.x-Sequenz der SEQ ID Nr. 3). Dafür kann der Prozentsatz der "Sequenzidentität" zwischen der Aminosäurensequenz einer Kv4-Kanal-Mutante und der Aminosäurensequenz eines humanen Kv4-Kanals berechnet werden, indem [die Anzahl der Aminosäurereste in der Sequenz der Kv4-Kanal-Mutante, die mit den Aminosäureresten an der entsprechenden Aminosäureposition der Aminosäuresequenz des humanen Kv4-Kanals identisch sind] durch [die Gesamtzahl der Aminosäurereste in der Aminosäuresequenz des humanen Kv4-Kanals] geteilt und mit [100%] multipliziert wird, wobei jede Deletion, Insertion, Substitution oder Addition eines Aminosäurerestes in der Sequenz der Mutante – d.h. im Vergleich zu der vorgegebenen Sequenz – als ein Unterschied in der Aminosäureposition betrachtet wird. Alternativ kann der Grad der Sequenzidentität unter Verwendung eines bekannten Computer-Algorithmus zum Sequenzabgleich, wie beispielsweise NCBI Blast v2.0, unter Verwendung von Standard-Vorgaben berechnet werden.Preferably also includes any used in the invention Kv4 channel mutant (the nucleotide sequences encoding it) sequence identity of at least 50%, preferably at least 60%, especially preferred at least 70%, most preferably at least 80%, most preferably at least 90%, and more preferably at least 95% the level of amino acids with the corresponding human Kv4 channel (e.g., Kv4.1, Kv4.2 and preferably Kv4.3) (or, alternatively, with the Kv4.x sequence of SEQ ID NO: 3). Therefore may be the percentage of "sequence identity" between the amino acid sequence a Kv4 channel mutant and the amino acid sequence of a human Kv4 channel calculated by [the number of amino acid residues in the sequence of Kv4 channel mutant those with the amino acid residues at the corresponding amino acid position the amino acid sequence of the human Kv4 channel are identical] by [the total number of amino acid residues in the amino acid sequence of the human Kv4 channel] and multiplied by [100%], wherein each deletion, insertion, substitution or addition of a amino acid residue in the sequence of the mutant - i. compared to the given sequence - as a difference in the amino acid position is looked at. Alternatively, the degree of sequence identity may be below Using a known computer algorithm for sequence matching, such as NCBI Blast v2.0, calculated using standard constraints become.
Zu diesem Zweck ist die Aminosäuresequenz des humanen Kv4.3 in der SEQ ID Nr. 5 dargestellt. Bezüglich der Sequenzen anderer humaner Kv4-Kanäle sei auf den vorstehend erwähnten Stand der Technik verwiesen.To this purpose is the amino acid sequence of human Kv4.3 in SEQ ID No. 5. Regarding the Sequences of other human Kv4 channels to the above-mentioned state directed to the technique.
Erfindungsgemäß verwendete, natürlich vorkommende Kv4-Kanal-Mutanten können aus einer geeigneten biologischen Quelle in an sich bekannter Weise identifiziert und isoliert werden, beispielsweise durch direkte Expression aus einer DNA-Bibliothek, durch Screenen einer DNA-Bibliothek mit einer geeigneten Sonde, oder durch Isolation einer geeigneten mRNA, gefolgt von cDNA-Synthese unter Verwendung von reverser Transkriptase.Used according to the invention Naturally occurring Kv4 channel mutants can from a suitable biological source in a conventional manner be identified and isolated, for example by direct Expression from a DNA library, by screening a DNA library with a suitable probe, or by isolation of an appropriate mRNA, followed by cDNA synthesis using reverse transcriptase.
Synthetische Kv4-Kanal-Mutanten können beispielsweise erhalten werden – z.B. basierend auf und/oder ausgehend von der Sequenz eines natürlich vorkommenden Kv4-Kanals – durch Verfahren, wie automatisierte DNA-Synthese, ortsspezifische Mutagenese, Kombination von zwei oder mehreren Teilen eines oder mehrerer natürlich vorkommender Kv4-Kanäle (z.B. um einen "Hybrid-Kv4-Kanal" bereitzustellen), Einführung von Mutationen, die zur Expression eines trunkierten Expressionsproduktes führen, oder durch Einführung von Mutationen mittels einer Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR-Reaktion) unter Verwendung eines oder mehrerer "nicht passender" (mismatched) Primer. Diese und andere Verfahren sind dem Fachmann bekannt; es wird beispielsweise auf die Standard-Handbücher Bezug genommen, wie Sambrook et al., "Molecular Cloning: A Laboratory Manual" (2. Aufl.), Bde. 1-3, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989), und F. Ausubel et al., Hrsgb., "Current protocols in molecular biology", Green Publishing and Wiley Interscience, New York, USA (1987).For example, synthetic Kv4 channel mutants can be obtained, eg, based on and / or from the sequence of a naturally occurring Kv4 channel, by methods such as automated DNA synthesis, site-directed mutagenesis, combination of two or more portions of one or more natural occurring Kv4 channels (eg to provide a "hybrid Kv4 channel"), introduction of mutations resulting in expression of a truncated expression product, or introduction of mutations by a polymerase chain reaction (PCR reaction) using a or multiple "mismatched" primers. These and other methods are known to those skilled in the art; For example, reference is made to the standard manuals, such as Sambrook et al., "Molecular Cloning: A Laboratory Manual" (2nd Ed.), Volumes 1-3, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989), and F. " Au subel et al., Eds., "Current Protocols in Molecular Biology," Green Publishing and Wiley Interscience, New York, USA (1987).
Wie bereits vorstehend angedeutet, ist weiterhin vorgesehen, dass weitere zur Kv4-Familie gehörende Kanäle nach dem Einreichungsdatum der vorliegenden Anmeldung identifiziert und/oder (weiter) charakterisiert werden (beispielsweise bei Säugetieren und insbesondere beim Menschen), beispielsweise als Ergebnis funktionaler Genomprogramme und/oder zielorientierter Suchprogramme. Es wird erwartet, dass die Erfindung gleichermaßen – d.h. analog zur hier beschriebenen Weise – auf diese neuen Kv4-Kanäle angewendet werden kann, d.h. zur Identifizierung und Entwicklung von Verbindungen, die mit diesen Kanälen interagieren können und/oder um zu bestimmen, ob eine Verbindung mit diesen Kanälen interagieren kann.As already indicated above, it is further provided that more to the Kv4 family belonging channels identified and / or the date of filing the present application (further) be characterized (for example in mammals and especially in humans), for example, as a result of functional Genome programs and / or targeted search programs. It will expects the invention to be equally - i. analogous to the one described here Way - up these new Kv4 channels can be applied, i. for identification and development of connections that can interact with these channels and / or to determine if a connection is interacting with these channels can.
Vorzugsweise ist der Kv4-Kanal (die ihn kodierende Nukleotidsequenz) "heterolog" zum verwendeten Fadenwurm, womit gemeint ist, dass der Kv4-Kanal (die ihn kodierende Nukleotidse quenz) in dem Fadenwurm natürlich/nativ nicht vorkommt (und wobei der Ausdruck "heteralog" auch bedeuten soll: (a) synthetische Kv4-Kanäle, wie hier beschrieben; und (b) Mutanten, Varianten, Analoge, Homologe, Orthologe, Teile und/oder Fragmente der Kv4-Kanäle, die nativ beim verwendeten Fadenwurm vorkommen). In ihrem weitesten Sinn ist die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt und umfasst auch die Verwendung von homologen Kv4-Kanälen (d.h. die in dem verwendeten Fadenwurm natürlich vorkommen); dafür kann ein derartiger nativer Kv4-Kanal – z.B. "Kv4.x", auf den hier Bezug genommen wird; siehe SEQ ID Nr. 3 – beispielsweise überexprimiert werden (d.h, im Vergleich zum verwendeten nativen Stamm), beispielsweise unter der Regulation eines Promotors, mit dem dieser Kanal nativ nicht assoziiert ist.Preferably the Kv4 channel (the nucleotide sequence encoding it) is "heterologous" to the nematode used, by which is meant that the Kv4 channel (the nucleotide sequence coding it) in the threadworm naturally / natively does not occur (and where the term "hetero-log" is intended to mean: (a) synthetic Kv4 channels, such as described here; and (b) mutants, variants, analogs, homologs, Orthologues, parts and / or fragments of the Kv4 channels that were used natively in the study Threadworm occur). In its broadest sense is the invention but not limited to this and also includes the use of homologous Kv4 channels (i.e. naturally occurring in the nematode used); that can be one such native Kv4 channel - e.g. "Kv4.x", to which reference is taken; see SEQ ID NO: 3 - for example overexpressed (i.e., compared to the native strain used), for example under the regulation of a promoter with which this channel is native is not associated.
Obwohl es erfindungsgemäß bevorzugt ist, dass der Fadenwurm mit einem einzigen Kv4-Kanal transformiert wird, kann der Fadenwurm im Rahmen der Erfindung gegebenenfalls auch mit zwei oder mehr unterschiedlichen Kv4-Kanälen transformiert werden, und/oder gegebenenfalls mit einem oder mehreren Kv4-Kanälen und einem oder mehreren weiteren heterologen Genen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf ein oder mehrere Komponenten der (des) (Stoffwechsel)-Wege(s), bei denen (dem) der Kv4-Kanal (wahrscheinlich) beteiligt ist, und/oder einem oder mehreren Hilfsproteinen, Akzeptormolekülen und/oder Untereinheiten von Kv4-Kanälen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf KChiP's, wie beispielsweise KChiP1, KChiP2 und KChiP3, sowie Kvβ (siehe beispielsweise Bahring et al., nachstehend; und Kuo et al., vorstehend, und An et al., Nature, Bd. 403, S. 553-556, (2000)). Das oder die weitere(n) heterologe(n) Gen(e) (oder die diese kodierende Nukeotidsequenz(en)) können wiederum natürlich vorkommen (z.B. aus der gleichen biologischen Quelle wie der Kv4-Kanal und/oder aus einer anderen geeigneten biologischen Quelle), und/oder sie können synthetische Sequenzen darstellen, ein schließlich Mutanten, Teile, Fragmente usw., wie vorstehend beschrieben ist.Even though it is preferred according to the invention is that the roundworm is transformed with a single Kv4 channel is, the threadworm in the context of the invention, where appropriate also transformed with two or more different Kv4 channels and / or optionally with one or more Kv4 channels and one or more other heterologous genes, including, but not limited to one or more components of the (metabolic) pathway (s), where the Kv4 channel is (probably) involved, and / or one or more Hilfsproteinen, acceptor molecules and / or Subunits of Kv4 channels, including, but not limited on KChiP's, like for example KChiP1, KChiP2 and KChiP3, as well as Kvβ (see for example Bahring et al., Below; and Kuo et al., supra, and An et al., Nature, Vol. 403, pp. 553-556, (2000)). The one or more heterologous gene (s) (or the nucleotide sequence (s) encoding them) can again, of course occur (e.g., from the same biological source as the Kv4 channel and / or out another suitable biological source), and / or they may be synthetic Sequences, finally Mutants, parts, fragments, etc. as described above.
Im Allgemeinen können die den Kv4-Kanal (die Kv4-Kanäle) kodierende(n) Nukleotidsequenz(en) genomische Sequenzen sein (die native Introns enthalten können), und/oder cDNA-Sequenzen, wobei cDNA-Sequenzen bevorzugt sind. Diese Nukleotidsequenzen können auch – beispielsweise – künstliche Introns enthalten, und sie können Donor/Akzeptor-Spleißstellen enthalten, um Änderungen der heterologen transgenen Expression zu maximieren, und/oder sie können ein angepasstes Codon enthalten, um die Expression in dem Fadenwurm zu erhöhen.in the Generally can which encode the Kv4 channel (the Kv4 channels) Nucleotide sequence (s) may be genomic sequences (the native introns can contain), and / or cDNA sequences, with cDNA sequences being preferred. These Nucleotide sequences can also - for example - artificial Contain introns, and they can Donor / acceptor splice sites included to make changes to maximize heterologous transgenic expression, and / or they can include an adapted codon for expression in the roundworm to increase.
Dem Fachmann ist auch klar, dass während/nach der Expression der den Kv4-Kanal kodierenden Sequenz(en) in dem Fadenwurm – und in Abhängigkeit von der (den) speziellen Kv4-kodierenden Sequenz(en) und dem speziellen verwendeten Fadenwurm – ein Genspleißen, SL1/SL2-Spleißen, und/oder post-translationale Modifikationen auftreten können, sowie auch ein intrazellulärer Transport (insbesondere zur Lokalisierung auf oder an der Zelloberfläche/Zellmembran). Alle diese Schritte sind von der Erfindung umfasst, unter der Voraussetzung, dass ein "funktioneller Kv4-Kanal" erhalten wird; hiermit ist allgemein ein Kv4-Kanal gemeint, der – nach der wie hier beschriebenen Expression – auf Interaktion mit den interessierenden Verbindung(en) getestet werden kann, d.h. als Teil des (der) erfindungsgemäß(en) Verfahren oder Assays.the Professional is also clear that during / after the expression of the Kv4 channel coding sequence (s) in the Roundworm - and dependent on from the specific Kv4 coding sequence (s) and the particular used nematode - a Gene splicing, SL1 / SL2 splicing, and / or post-translational modifications may occur as well also an intracellular Transport (especially for localization on or at the cell surface / cell membrane). All these steps are encompassed by the invention, provided that that a "functional Kv4 channel "received becomes; By this is meant generally a Kv4 channel, which - according to the as described here - on interaction with those of interest Compound (s) can be tested, i. as part of the process (s) according to the invention or assays.
Der Kv4-Kanal (oder ein oder mehrere diesen kodierende Gene) kann zur erfindungsgemäßen Verwendung als eine einzige Nukleinsäure(sequenz) bereitgestellt werden, was allgemein bevorzugt ist, oder als zwei oder mehrere getrennte Nukleinsäuren.Of the Kv4 channel (or one or more genes coding for it) can be used for use according to the invention as a single nucleic acid (sequence) which is generally preferred, or as two or several separate nucleic acids.
Im Allgemeinen wird der Kv4-Kanal in dem Fadenwurm exprimiert, indem der Fadenwurm (oder mindestens eine Zelle, ein Gewebe, ein Organ oder ein Teil davon, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Gonaden und/oder OoCyten) mit einer oder mehreren den erwünschten Kv4-Kanal kodierenden Nukleinsäure(n) transformiert wird, wonach der transformierte Fadenwurm (oder ein Abkömmling) Bedingungen ausgesetzt/unter Bedingungen gehalten wird, bei denen die Expression des Kv4-Kanals erhalten wird, d.h. in mindestens einem Teil, Gewebe, Organ oder einer Zelle des Fadenwurms.In general, the Kv4 channel is expressed in the roundworm by having the roundworm (or at least one cell, tissue, organ or part thereof, including, but not limited to, gonads and / or OoCytes) one or more of the desired Kv4 -Channel encoding nucleic acid (s), after which the transformed roundworm (or a descendant) is exposed to conditions / un conditions in which the expression of the Kv4 channel is obtained, ie in at least one part, tissue, organ or a cell of the roundworm.
Vorzugsweise liegen die den Kv4-Kanal kodierenden Nukleinsäuren in Form eines genetischen Konstrukts vor, welches DNA oder RNA sein kann, und vorzugsweise als doppelsträngige DNA. Das Konstrukt kann auch in einer Form vorliegen, die zur Transformation des verwendeten Fadenwurms geeignet ist, in einer Form, die zur Integration in die genomische DNA des verwendeten Fadenwurms geeignet ist, in einer Form, die zur unabhängigen Replikation, Erhaltung und/oder Vererbung bei dem verwendeten Fadenwurm geeignet ist (z.B. als Teil der extrachromosomalen Anordnung), und/oder in einer Form, die zur unabhängigen Replikation, Erhaltung und/oder Vererbung in einem anderen erwünschten Wirtsorganismus (wie einem zum Klonen verwendeten Mikroorganismus, z.B. E. coli) geeignet ist.Preferably are the Kv4 channel encoding nucleic acids in the form of a genetic Construct, which may be DNA or RNA, and preferably as double-stranded DNA. The construct may also be in a form that is for transformation the nematode worm is suitable, in a form suitable for Integration into the genomic DNA of the nematode used is, in a form intended for independent replication, conservation and / or heredity in the nematode worm used (e.g. as part of the extrachromosomal assembly), and / or in a mold, to the independent Replication, preservation and / or inheritance in another desired Host organism (such as a microorganism used for cloning, e.g. E. coli) is suitable.
Beispielsweise kann das genetische Konstrukt in Form eines Plasmids, Vektors, Transposons, und/oder linearen Fragmenten, wie linearen PCR-Fragmenten, vorliegen.For example For example, the genetic construct may be in the form of a plasmid, vector, transposon, and / or linear fragments, such as linear PCR fragments.
Das (die) erfindungsgemäß verwendete(n) genetische(n) Konstrukt (e) können weiterhin – d.h. neben der den Kv4-Kanal kodierenden einen oder mehreren Nukleinsäuresequenz(en) – ein oder mehrere weitere, an sich bekannte, geeignete Elemente eines genetischen Konstrukts enthalten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, geeignete regulatorische Elemente (wie einen geeigneten Promotor, Enhancer, Terminator, usw.; diese regulatorischen Elemente können auch zur Regulierung der Expression des Kv4-Kanals in dem Fadenwurm verwendet werden), 3'- oder 5'-UTR-Sequenzen, Leader-Sequenzen, Selektionsmarker, Expressionsmarker/Reporter-Gene, Spleiß-/Donor-Stellen, und/oder Elemente, welche die (Rate der) Transformation oder Integration erleichtern oder erhöhen.The (the) used in the invention genetic construct (s) can furthermore - i. in addition to the Kv4 channel encoding one or more nucleic acid sequence (s) - an or several other, known per se, suitable elements of a genetic Construct, including, but not limited suitable regulatory elements (such as a suitable promoter, Enhancer, terminator, etc .; these regulatory elements can too used to regulate the expression of the Kv4 channel in the nematode be), 3'- or 5 'UTR sequences, leader sequences, Selection markers, expression marker / reporter genes, splice / donor sites, and / or elements representing the (rate of) transformation or integration facilitate or increase.
Diese und andere geeignete Elemente für genetische Konstrukte sind dem Fachmann geläufig, und können beispielsweise von der Art des verwendeten Konstrukts und dem zu transformierenden Fadenwurm abhängen; der (den) Zelle(n), Gewebe(n), dem (den) Teil(en) oder Organ(en), in welchem (welchen) der Kv4-Kanal exprimiert werden soll; die Art, in welcher der Kv4-Kanal exprimiert werden soll (z.B. über konstitutive, transiente oder induzierbare Expression); und/oder der verwendeten Transformationsmethode. Einige spezifische, aber nicht-beschränkende Beispiele solcher Elemente zur Verwendung bei Fadenwürmern, und insbesondere in C. elegans, sind nachstehend aufgeführt. Andere geeignete Elemente können beispielsweise in den vorstehend angeführten Standard-Handbüchern nachgeschlagen werden (z.B. Sambrook et al. und Ausubel et al.), in den vorstehend angeführten C. elegans-Standard-Handbüchern (z.B. Wood et al., Riddle et al., Epstein und Shakes, und Hope), und in den vorstehend angeführten Anmeldungen des Anmelders, sowie in weiterer Patentliteratur (siehe beispielsweise die WO 95/07463, WO 96/23810, WO 95/07463, WO 95/21191, WO 97/11094, WO 97/42320, WO 98/06737, und/oder WO 98/21355).These and other suitable elements for Genetic constructs are familiar to the person skilled in the art, and can be obtained, for example, from the Depend on the type of construct used and the nematode to be transformed; of the cell (s), tissue (s), part (s) or organ (s), in which (which) the Kv4 channel is to be expressed; the way in which the Kv4 channel expresses should be (for example, over constitutive, transient or inducible expression); and or the transformation method used. Some specific, but non-limiting Examples of such elements for use with roundworms, and in particular in C. elegans, are listed below. Other suitable elements can for example, in the above-mentioned standard manuals looked up (e.g., Sambrook et al., and Ausubel et al.), supra cited C. elegans standard manuals (e.g., Wood et al., Riddle et al., Epstein and Shakes, and Hope), and in the above Applicant's applications, as well as in other patent literature (see for example, WO 95/07463, WO 96/23810, WO 95/07463, WO 95/21191, WO 97/11094, WO 97/42320, WO 98/06737, and / or WO 98/21355).
Vorzugsweise sind bei den erfindungsgemäßen Genkonstrukten das eine oder die mehreren optionale(n) Element(e) mit der (den) den Kv4-Kanal kodierenden Nukleotidsequenz(en) und/oder untereinander "operabel verknüpft"; damit ist allgemein gemeint, dass sie in funktioneller Beziehung zueinander stehen. Beispielsweise betrachtet man einen Promator als "operabel verknüpft" mit einer kodierenden Sequenz, wenn der Promotor die Transkription und/oder die Expression einer kodierenden Sequenz initiieren oder auf andere Weise kontrollieren/regulieren kann (wobei verstanden wird, dass die kodierende Sequenz "unter der Kontrolle" des Promotors steht). Wenn zwei Nukleotidsequenzen operabel miteinander verknüpft sind, liegen sie im Allgemeinen in der gleichen Orientierung und üblicherweise auch im selben Leserahmen vor. Gewöhnlich gehen sie auch ineinander über, obwohl dies auch nicht nötig sein muss.Preferably are in the gene constructs of the invention the one or more optional element (s) with the one (s) the Kv4 channel-encoding nucleotide sequence (s) and / or with each other "operably linked"; that is general meaning that they are functionally related to each other. For example, one considers a promoter to be "operably linked" to a coding one Sequence if the promoter is transcription and / or expression initiate or otherwise control / regulate a coding sequence (it being understood that the coding sequence is "under the control" of the promoter). When two nucleotide sequences are operably linked, they are generally in the same orientation and usually also in the same reading frame. Usually they also merge, though this is not necessary have to be.
Vorzugsweise liegen die optionalen weiteren Elemente des (der) erfindungsgemäß verwendeten Genkonstrukts (Genkonstrukte) so vor, dass sie ihre beabsichtigte biologische Funktion in dem Fadenwurm bereitstellen können. Beispielsweise sollte ein Promotor, ein Enhancer (Verstärker), und/oder ein Terminator im dem Fadenwurm "operabel" sein, womit gemeint ist, dass (beispielsweise) der Promotor – zumindest in einer Zelle, einem Gewebe, einem Organ oder einem Teil des Fadenwurms – die Transkription und/oder die Expression einer Nukleotidsequenz – z.B. einer kodierenden Sequenz -, mit der er operabel verknüpft ist (wie vorstehend definiert), initiieren oder auf andere Weise kontrollieren/regulieren kann.Preferably are the optional further elements of the invention (s) used Genkonstrukte so that they their intended provide biological function in the nematode. For example should be a promoter, an enhancer (enhancer), and / or a terminator to be "operable" in the roundworm, by which means is that (for example) the promoter - at least in one cell, one Tissue, an organ or part of the nematode - the transcription and / or the expression of a nucleotide sequence - e.g. a coding sequence - with whom he operably linked is (as defined above), initiate or otherwise can control / regulate.
Ein derartiger Promotor kann ein konstitutiver Promotor oder ein induzierbarer Promotor sein, und er kann homolog (was üblicherweise bevorzugt ist) oder heterolog zu dem verwendeten Fadenwurm sein. Einige nicht-beschränkende Beispiele geeigneter Promotoren umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein:
- – induzierbare, spezifische Promotoren wie beispielsweise: CYP35A2, CYP35A3 mtl-1, mtl-2
- – konstitutive, spezifische Promotoren wie beispielsweise: ceh-28, dpy-7, egl-15, ges-1, glh-2, glp-1, mec-7, myo-2, myo-2 min., myo-3, osm-6, pes-10 min., pIRES, serca, unc-119, unc-129 full, unc-129-BstEll frag, unc-18, unc-183, unc-4, unc-27, unc-49, unc-54 Enhancer/Promotor, unc-71, unc-8, xol-1
- – induzierbare, nicht-spezifische (d.h. "ubiquitäre") Promotoren, wie beispielsweise: hsp-16.2, hsp-16.41, hsp-16.48, das Tet-ON/Tet-Off®-Promotorsystem
- – konstitutive, nicht-spezifische Promotoren, wie beispielsweise: let-858
- – vorübergehende Promotoren, wie beispielsweise vit-2.
- Inducible specific promoters such as: CYP35A2, CYP35A3 mtl-1, mtl-2
- Constitutive, specific promoters such as: ceh-28, dpy-7, egl-15, ges-1, glh-2, glp-1, mec-7, myo-2, myo-2min, myo-3, osm-6, pes-10min, pIRES, serca, unc-119, unc-129 full, unc-129-BstEll frag, unc-18, unc 183, unc-4, unc-27, unc-49, unc-54 enhancer / promoter, unc-71, unc-8, xol-1
- - inducible, non-specific (ie "ubiquitous") promoters, such as: hsp-16.2, hsp 16:41, 16:48 hsp, the Tet-On / Tet-Off ® promoter system
- - constitutive, non-specific promoters, such as: let-858
- Temporary promoters such as vit-2.
Weitere geeignete heterologe Promotoren, die für C. elegans verwendet werden können, finden sich in den C. elegans-Standard-Handbüchern und in den vorstehend angeführten Anmeldungen des Anmelders.Further suitable heterologous promoters used for C. elegans can, can be found in the C. elegans standard manuals and in the above Registrations of the applicant.
Erfindungsgemäß bevorzugte Promotoren sind Promotoren, welche die Expression des Kv4-Kanals (mindestens) richten auf
- – Muskelgewebe (beispielsweise der sca-1 Promotor), insbesondere auf den Pharynxmuskel (beispielsweise der myo-2 Promotor); Körperwandmuskel (beispielsweise der myo-3 Promotor); und/oder der Vulvamuskel (beispielsweise der egl-15 oder egl-35 Promotor);
- – Neurone (beispielsweise der unc-18 oder unc-119 Promotor), und insbesondere: (a) die M4-Neurone, welche inter alia den Isthmus kontrollieren (beispielsweise der ceh-28 Promotor), und/oder (b) die sensorischen Neurone (beispielsweise ASI-spezifische Promotoren wie die daf-7, gpa-4 oder str-3 Promotoren; AWA-spezifische Promotoren, wie die odr-7, odr-3, odr-4, odr-10, osm-9, gpa-5 oder gpa-6 Promotorens AWB-spezifische Promotoren, wie die str-1, gcy-10, odr-1 oder tax-2; oder andere geeignete odr, gpa, osm, str oder tax Promotoren);
- – den Darm (beispielsweise der vit-2 Promotor).
- Muscle tissue (for example the sca-1 promoter), in particular the pharyngeal muscle (for example the myo-2 promoter); Body wall muscle (e.g., the myo-3 promoter); and / or the vulvar muscle (e.g., the egl-15 or egl-35 promoter);
- Neurons (for example the unc-18 or unc-119 promoter), and in particular: (a) the M4 neurons which inter alia control the isthmus (for example the ceh-28 promoter), and / or (b) the sensory neurons (For example, ASI-specific promoters such as the daf-7, gpa-4 or str-3 promoters; AWA-specific promoters such as the odr-7, odr-3, odr-4, odr-10, osm-9, gpa- 5 or gpa-6 promoters AWB specific promoters, such as the str-1, gcy-10, odr-1 or tax-2, or other suitable odr, gpa, osm, str or tax promoters);
- The intestine (for example the vit-2 promoter).
Ein weiterer Promotor, der erfindungsgemäß verwendet werden kann, insbesondere zur Expression in neuronalen Zellen und/oder Muskelzellen, ist der Promotor der nativen C. elegans Kv4.x-Sequenz, auf den hier Bezug genommen wird (oder ein operables Fragment davon),One another promoter which can be used according to the invention, in particular for expression in neuronal cells and / or muscle cells, is the Promoter of the native C. elegans Kv4.x sequence, to which reference is hereby made taken (or an operable fragment thereof),
Eine weitere Klasse geeigneter Promotoren sind die Troponin-Promotoren, einschließlich, aber nicht beschränkt auf den Troponin C, den Troponin I und/oder den Troponin T Promotor, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Tnl-1, Tnl-2, Tnl-4, TnC oder pat-10, TnT-1 oder TnT-2, der zur konsitutiven Expression in Muskelgewebe (wie beispielsweise dem Pharynxmuskel, dem Körperwandmuskel, dem Vulvamuskel, dem Analmuskel) verwendet werden kann, entweder während des gesamten Lebenszyklus oder während spezifischer Stadien davon (z.B. Embryo und Larven für Tnl-1, und Larven und Adulte für Tnl-2).A another class of suitable promoters are the troponin promoters, including, but not limited on the troponin C, the troponin I and / or the troponin T promoter, including, but not limited on Tnl-1, Tnl-2, Tnl-4, TnC or pat-10, TnT-1 or TnT-2, the for consistent expression in muscle tissue (such as the pharyngeal muscle, the body wall muscle, vulvar muscle, anal muscle), either while the entire life cycle or during specific stages thereof (e.g., embryo and larvae for Tnl-1, and larvae and adults for TnI-2).
Ein Selektionsmarker sollte die Fadenwürmer, die das genetische Konstrukt enthalten, unterscheiden – z.B. ihre Detektion und/oder Selektion ermöglichen – können. Ein Selektionsmarker kann beispielsweise jedes Gen sein, das verwendet werden kann, um – unter geeigneten Bedingungen, wie beispielsweise der Verwendung eines geeigneten Selektionsmediums, oder einer geeigneten Temperatur – die Fadenwürmer auszusuchen, die – z.B. als Ergebnis einer (erfolgreichen) Transformation, Vererbung oder Kreuzung – das den Marker enthaltende genetische Konstrukt aufweisen.One Selection marker should be the threadworms that make up the genetic construct contain, distinguish - e.g. enable their detection and / or selection. A selection marker For example, any gene that can be used to be - under suitable conditions, such as the use of a appropriate selection medium, or a suitable temperature - to select the roundworms, the - e.g. as a result of a (successful) transformation, inheritance or Crossing - that have the genetic construct containing the marker.
Einige bevorzugte, aber nicht-beschränkende Beispiele für Selektionsmarker, die geeignet sind in/für die Selektion von C. elegans, umfassen pha-1. Andere geeignete Selektionsmarker zur Verwendung bei C. elegans sind dem Fachmann bekannt; es wird beispielsweise Bezug genommen auf die C. elegans-Standard-Handbücher und die vorstehend genannten Anmeldungen des Anmelders.Some preferred but non-limiting examples for Selection markers suitable in / for the selection of C. elegans, include pha-1. Other suitable selection markers for use in C. elegans are known in the art; it will, for example Reference is made to the C. elegans standard manuals and the above Registrations of the applicant.
Eine Leader-Sequenz (Leitsequenz) sollte so beschaffen sein, dass sie – in dem Fadenwurm oder in dessen betreffenden Zelle(n), Gewebe(n), Organ(en) oder Teil(en) – die gewünschten post-translationalen Modifikationen erlaubt; sie kann die mRNA und/oder die translatierte Aminosäurensequenz zu einem erwünschten Teil oder Organell der Zelle steuern; und/oder sie kann die Sekretion des Expressionsproduktes aus der Zelle steuern. Sie kann also beispielsweise jede pro-, pre- oder pre/pro-Sequenz darstellen, die in der Zelle oder dem Organismus operabel ist.A leader sequence (secretory leader) should be such that - concern in the nematode or in the n the cell (s), tissue (s), organ (s) or part (s) - the desired post-translational modifications allowed; it may direct the mRNA and / or the translated amino acid sequence to a desired part or organelle of the cell; and / or it can control the secretion of the expression product from the cell. For example, it can represent any pro-, pre, or pre / pro sequence that is operable in the cell or organism.
Einige bevorzugte, aber nicht-beschränkende Beispiele von Leitsequenzen zur Verwendung in C. elegans umfassen beispielsweise die daf-2 Leitsequenz, die Leitsequenz des hier beschriebenen Kv4.x-Gens und/oder die C. elegans Spleiß-Leitsequenzen ("SL-Sequenzen"). Andere geeignete Leitsequenzen zur Verwendung in C. elegans sind dem Fachmann bekannt; es wird beispielsweise Bezug genommen auf die C. elegans-Standard-Handbücher und die vorstehend genannten Anmeldungen des Anmelders. Diesbezüglich sei auch gesagt, dass für die Expression eines Kv4-Kanals eine Leitsequenz, die die notwendigen posttranslationalen Modifikationen erlaubt und/oder die den exprimierten Kv4-Kanal zur Zellmembran leitet, obwohl nicht notwendig, doch häufig besonders bevorzugt ist.Some preferred but non-limiting examples of leader sequences for use in C. elegans include, for example, the daf-2 leader sequence, the leader sequence of the Kv4.x gene described herein, and / or the C. elegans splice leader sequences ("SL sequences"). ). Other suitable leader sequences for use in C. elegans are known to those skilled in the art; For example, reference is made to the C. elegans standard manuals and Applicant's aforementioned applications. In this regard, it should also be said that for the expression of a Kv4 channel, a leader sequence that has the necessary posttranslatio and / or which directs the expressed Kv4 channel to the cell membrane, although not necessary, but often more preferred.
Ein Expressionsmarker oder Reportergen sollte so beschaffen sein, dass es – in dem Fadenwurm oder in dessen betreffenden Zelle(n), Gewebe(n), Organ(en) oder Teil(en) – die Expression des zu detektierenden genetischen Konstrukts (eines Gens oder einer Nukleotidsequenz, die darauf vorhanden ist) erlaubt, und er sollte wahlweise auch die Lokalisierung des Expressionsproduktes gestatten, z.B. in (einer) spezifischen Zelle(n), Gewebe(n), Organ(en) oder Teil(en) des Fadenwurms, oder in spezifischen Teilen oder Organellen solcher Zellen (wie – im Fall der vorliegenden Kv4-Kanäle – in oder auf der Zellmembran). Ein solches Reportergen kann auch als Verschmelzung von Proteinen mit einem (mindestens einem Teil eines) Kv4-Kanal(s) exprimiert werden.One Expression marker or reporter gene should be such that it - in the roundworm or its cell (s), tissue (s), organ (s) or part (s) - the Expression of the genetic construct to be detected (a gene or a nucleotide sequence present on it), and he should optionally also the localization of the expression product allow, e.g. in a specific cell (s), tissue (s), organ (s) or part (s) of nematode, or in specific parts or organelles such cells (like - im Case of present Kv4 channels - in or on the cell membrane). Such a reporter gene can also be called a merger of proteins with one (at least part of) a Kv4 channel (s) are expressed.
Einige bevorzugte, aber nicht-beschränkende Beispiele von Reportergenen/Expressionsmarkern, die zur Verwendung in C. elegans geeignet sind, umfassen beispielsweise im Stand der Technik gut bekannte fluoreszente Proteine, wie die natürlich vorkommenden und/oder im Handel erhältlichen "GFPs". Andere geeignete Reportergene zur Verwendung in C. elegans sind dem Fachmann bekannt; es wird beispielsweise Bezug genommen auf die C. elegans-Standard-Handbücher und die vorstehend genannten Anmeldungen des Anmelders.Some preferred but non-limiting Examples of reporter genes / expression markers for use in C. elegans include, for example, in the prior art Technique well-known fluorescent proteins, such as the naturally occurring and / or commercially available "GFPs". Other suitable Reporter genes for use in C. elegans are known in the art; For example, reference is made to the C. elegans standard manuals and the aforementioned applications of the applicant.
Geeignete Beispiele weiterer Elemente von genetischen Konstrukten, die mit den erfindungsgemäßen Konstrukten verwendet werden können – wie beispielsweise Terminatoren, Transkriptions- und/oder Translations-Enhancer (Verstärker) und/oder Integrationsfaktoren – sind dem Fachmann ebenfalls bekannt und umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Terminataren, wie beispielsweise eine polyA-Sequenz oder ein 3'-UTR (beispielsweise abgeleitet aus C. elegans, wie der unc-54 3'-UTR), Verstärker, wie beispielsweise UL6, und Integrationsfaktoren, wie beispielsweise die C. elegans-SL-Stellen und C. elegans-Outrons; es wird wiederum Bezug genommen auf die C. elegans-Standard-Handbücher und die vorstehend genannten Anmeldungen des Anmelders.suitable Examples of other elements of genetic constructs with the constructs of the invention can be used - such as Terminators, transcriptional and / or Translational Enhancer (Amplifier) and / or integration factors - are also known to those skilled in the art and include, but are not limited to, Terminates, such as a polyA sequence or a 3 'UTR (e.g. derived from C. elegans such as the unc-54 3 'UTR), enhancers such as UL6, and Integration factors, such as the C. elegans SL sites and C. elegans outrons; again reference is made to the C. elegans standard manuals and the above-mentioned applications of the applicant.
Erfindungsgemäß kann die den Kv4-Kanal kodierende Nukleotidsequenz mit mindestens einer anderen Sequenz operabel verknüpft sein, die eine weitere Aminosäuresequenz, wie beispielsweise ein Protein oder Polypeptid, kodiert, damit – nach der Expression – eine Proteinfusion des Kv4-Kanals mit der weiteren Aminosäuresequenz erhalten wird. Beispielsweise kann die weitere Sequenz eine spezifische und/oder erwünschte biologische Aktivität haben/bereitstellen, oder sie kann eine Reportersequenz, wie beispielsweise ein GFP, darstellen.According to the invention, the the Kv4 channel encoding nucleotide sequence with at least one other Sequence operably linked be that another amino acid sequence, such as a protein or polypeptide encoded so that - according to the Expression - one Protein fusion of the Kv4 channel with the further amino acid sequence is obtained. For example, the further sequence may be a specific one and / or desired biological activity or can provide a reporter sequence, such as a GFP.
Die erfindungsgemäßen Konstrukte können in an sich bekannter Weise bereitgestellt werden; im Allgemeinen sind dabei Verfahren wie beispielsweise Restriktion und Verknüpfung von Nukleinsäuren/Nukleinsäuresequenzen beteiligt, wie dem Fachmann bekannt ist. Es wird wiederum Bezug genommen auf die Standard-Handbücher, wie beispielsweise Sambrook et al. und Ausubel et al., die vorstehend erwähnt wurden. Die in den erfindungsgemäßen Konstrukten vorhandenen weiteren Elemente können aus einer geeigneten biologischen Quelle, einem im Stand der Technik beschriebenen Vektor oder Plasmid, isoliert werden, oder können unter Verwendung gut bekannter Nukleinsäure-Syntheseverfahren synthetisiert werden.The constructs according to the invention can be provided in a conventional manner; in general are procedures such as restriction and linkage of Nucleic acids / nucleic acid sequences involved, as is known in the art. It becomes reference again Taken on the standard manuals, how For example, Sambrook et al. and Ausubel et al., supra mentioned were. The in the constructs of the invention existing additional elements can from a suitable biological source, one of the prior art described vector or plasmid, or may be isolated Use of well-known nucleic acid synthesis methods synthesized become.
Der Fadenwurm kann mit (dem genetischen Konstrukt, enthaltend die) den heterologen Kv4-Kanal kodierenden Nukleinsäure(n) in jeder geeigneten Weise transformiert werden, die von dem verwendeten Fadenwurm und von einigen weiteren, vorstehend angeführten Betrachtungen bezüglich der verwendeten genetischen Konstrukte abhängen kann. Einige bevorzugte, aber nichtbeschränkende Verfahren zur Transformation von C. elegans umfassen Mikroinjektion, Bestrahlung (z.B. mit Gamma-Strahlung), ballistische Transformation, Einweichen (Soaking), Füttern, Elektroporation, oder jedes andere geeignete und an sich bekannte Transformationsverfahren, wobei Mikroinjektion und ballistische Transformation (z.B., um integrierte Linien zu erzeugen) ganz besonders bevorzugt sind. Diese Verfahren, insbesondere die Mik roinjektion, kann auch die Mikroinjektion in die Oocyte oder Gonade eines (Eltern)Wurms umfassen, um so die Nukleinsäure(n) in die Nachkommen einzuführen. Zur weiteren Beschreibung wird wiederum auf die vorstehend erwähnten C. elegans-Standard-Handbücher Bezug genommen.Of the Nematode can be infected with (the genetic construct containing the) heterologous Kv4 channel-encoding nucleic acid (s) in any suitable Be transformed by the threadworm used and from some further considerations mentioned above regarding the used genetic constructs may depend. Some preferred, but non-limiting Methods of transforming C. elegans include microinjection, Irradiation (e.g., with gamma radiation), ballistic transformation, Soaking, Feeding, Electroporation, or any other suitable and known per se Transformation method, with microinjection and ballistic Transformation (e.g., to create integrated lines) especially are preferred. These methods, in particular microinjection, may also be microinjection into the oocyte or gonad of a (parent) worm to include the nucleic acid (s) to introduce into the offspring. For further description, turn to the aforementioned C. elegans standard manuals reference taken.
Die Transformation von C. elegans kann auch die Verwendung spezifischer Mutantenstämme oder -linien umfassen, welche besonders geeignet/angepasst an die Transformation, die Integration und/oder das spezifische verwendete Transformations-/Integrationsverfahren sind. Ein bevorzugtes, aber nichtbeschränkendes Beispiel hierfür ist unc-119, welches besonders für die ballistische Transformation geeignet ist, und von dem jedes geeignete Allel verwendet werden kann, wie beispielsweise unc-119(ed3).The Transformation of C. elegans may also be more specific mutant strains or lines which are particularly suitable / adapted to the Transformation, integration and / or the specific used Transformation / integration process are. A preferred but non-limiting example of this is unc-119, which especially for the ballistic transformation is appropriate, and of which each suitable allele can be used, such as unc-119 (ed3).
Nach der Transformation kann (können) die den Kv4-Kanal kodierende(n) Nukleinsäure(n) in das Genom des Fadenwurms (vorzugsweise in stabiler Weise, z.B. um eine integrierte Linie bereitzustellen, die in der Praxis manchmal bevorzugt sein kann) integriert werden, oder sie können erhalten und/oder im Wesentlichen unabhängig vererbt werden (wiederum vorzugsweise in stabiler Weise), beispielsweise als Teil der extrachromosomalen Anordnung.To the transformation can (can) the Kv4 channel coding nucleic acid (s) into the genome of the roundworm (preferably in a stable manner, e.g. to provide an integrated line that sometimes works in practice may be preferred) or they can be obtained and / or substantially independent be inherited (again preferably in a stable manner), for example as part of the extrachromosomal arrangement.
Eine weitere Methode zur Herstellung eines Fadenwurms, der den Kv4-Kanal exprimiert, kann die Kreuzung eines ersten Fadenwurms sein, der den Kv4-Kanal (die ihn kodierenden Nukleinsäure(n)) enthält (beispielsweise in das Genom integriert), mit einem anderen Fadenwurm der gleichen Art, um Nachkommen zu erzeugen, die mindestens die den Kv4-Kanal kodierende(n) Nukleinsäure(n) enthalten, und die besonders bevorzugt auch den Kv4-Kanal unter geeigneten Bedingungen exprimieren, wie nachstehend beschrieben ist. Geeignete Verfahren zur Kreuzung und anschließenden Selektion von C. elegans – also um Nachkommen bereitzustellen, die eine oder mehrere interessierende Eigenschaften aufweisen, wie die Expression eines Kv4-Kanals – sind dem Fachmann bekannt. Allgemein wird wiederum auf die vorstehend erwähnten C. elegans-Standard-Handbücher Bezug genommen.A another method of making a nematode worm, the Kv4 channel may be the crossing of a first roundworm, the the Kv4 channel (the nucleic acid (s) encoding it) (e.g. integrated into the genome), with another roundworm of the same Species to produce offspring that at least the Kv4 channel coding nucleic acid (s) and most preferably also the Kv4 channel below express suitable conditions as described below is. Suitable methods for crossing and subsequent selection from C. elegans - ie to provide offspring that have one or more interested Have properties such as the expression of a Kv4 channel - are the Specialist known. In general, the above-mentioned C. elegans standard manuals Referenced.
Entsprechend kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur ein direkt als Ergebnis einer Transformation erhaltener Fadenwurm verwendet werden, sondern auch weitere Generationen, Nachfahren und Nachkommen davon (diese sind in dem Ausdruck "Fadenwurm", wie er hier verwendet wird, eingeschlossen). In einer bevorzugten, aber nicht-beschränkenden Ausführungsform sind diese weiteren Generationen, Nachfahren und Nachkommen ein Teil von und/oder stellen eine stabile Linie oder einen stabilen Stamm dar, d.h. einen Stamm, der den Kv4-Kanal exprimiert (exprimieren kann).Corresponding can in the process according to the invention not just one obtained directly as a result of a transformation Roundworm are used, but also more generations, descendants and Offspring thereof (these are included in the term "threadworm" as used herein). In a preferred, but non-limiting embodiment These are additional generations, descendants and descendants Part of and / or represent a stable line or a stable one Strain, i. a strain that expresses the Kv4 channel (express can).
Zur Expression des heterologen Kv4-Kanals kann der Fadenwurm im Allgemeinen kultiviert, gezüchtet und/oder unter Bedingungen gehalten werden, unter denen der Kv4-Kanals exprimiert wird. Im Allgemeinen sind diese Konditionen von dem verwendeten Fadenwurm abhängig und von den regulatorischen Elementen, die die Expression des Kv4-Kanals kontrollieren, und können die Anwesenheit einer geeigneten Futterquelle oder von Nährstoffen umfassen (obwohl es manchmal vorteilhaft sein kann, dem Organismus während einer bestimmten Zeitdauer einen oder mehrere dieser Nährstoffe oder Futtermittelkomponenten vorzuenthalten), und/oder andere Faktoren, die zum Wachstum oder zur Erhaltung des Fadenwurms notwendig sind; ein geeignetes Medium, eine geeignete Temperatur, und die Anwesenheit eines geeigneten induzierenden Faktors oder einer Verbindung (d.h. falls die den Kv4-Kanal kodierende Nukleotidsequenz der Kontrolle eines induzierbaren Promotors unterliegt). Im Allgemeinen sind diese Bedingungen dem Fachmann geläufig; es wird wiederum auf die vorstehend erwähnten C. elegans-Standard-Handbücher und die vorstehend erwähnten Anmeldungen des Anmelders Bezug genommen.to Expression of the heterologous Kv4 channel may be the nematode in general cultivated, bred and / or under conditions where the Kv4 channel is expressed becomes. In general, these terms are from the one used Threadworm dependent and of the regulatory elements affecting the expression of the Kv4 channel control, and can the presence of a suitable food source or nutrients include (although it may sometimes be beneficial to the organism while a certain period of time, one or more of these nutrients or deny feed components), and / or other factors which are necessary for the growth or maintenance of roundworms; a suitable medium, a suitable temperature, and the presence a suitable inducing factor or compound (i.e. if the Kv4 channel coding nucleotide sequence of the control of an inducible promoter subject). In general, these conditions are those skilled in the art common; it will turn to the aforementioned C. elegans standard manuals and the aforementioned Applications of the applicant referred.
Beispielsweise können geeignete Bedingungen die Verwendung eines geeigneten flüssigen, festen, halbfesten oder viskosen Mediums umfassen, beispielsweise Agarplatten, M9, S-Puffer oder ein viskoses Medium mit einer höheren Viskosität als M9 (z.B. wie in der PCT/IB00/00575 und anderen Anmeldungen des Anmelders beschrieben, und z.B. unter Verwendung eines Ostwald, Ubbelohde oder Brookfield Viskosimeters bei der Kultivierungs- und/oder Inkubationstemperatur gemessen) auf einer Platte, in einer Petrischale, in einem Röhrchen, in einem Kolben, in einer Vertiefung einer Multi-Well-(Mehrloch-)Platte, oder in einem anderen geeigneten Gefäß oder Behälter; bei einer Temperatur zwischen 15 und 30°C (üblicherweise etwa 20 bis 25°C), und in Anwesenheit einer geeigneten Futterquelle, wie beispielsweise Bakterien – z.B. E. coli – in einer Menge zwischen 0,05 und 0,5 Gew.-%, bevorzugt etwa 0,125 Gew.-%.For example can suitable conditions include the use of a suitable liquid, solid, semi-solid or viscous medium, for example Agar plates, M9, S buffer or a viscous medium with a viscosity higher than M9 (e.g., as in PCT / IB00 / 00575 and other applications of the applicant described, and e.g. using an Ostwald, Ubbelohde or Brookfield viscometer at the culture and / or incubation temperature measured) on a plate, in a Petri dish, in a tube, in a flask, in a well of a multi-well plate, or in another suitable vessel or container; at a temperature between 15 and 30 ° C (usually about 20 to 25 ° C), and in the presence of a suitable food source, such as Bacteria - e.g. E. coli - in in an amount between 0.05 and 0.5 wt .-%, preferably about 0.125 wt .-%.
Unter diesen Bedingungen kann der Kv4-Kanal konstitutiv exprimiert werden (was gewöhnlich bevorzugt ist), vorübergehend (beispielsweise nur während einer spezifischen Phase im Lebenszyklus des Fadenwurms), und/oder nur, wenn, in Abhängigkeit von dem verwendeten Promotor, eine geeignete Induktion stattfindet. In jedem Fall sollte der Kv4-Kanal in mindestens einer Zelle, einem Gewebe, einem Organ oder einem Teil des Fadenwurms vorhanden und funktionell sein (wie vorstehend beschrieben), während der Fadenwurm bei den erfindungsgemäßen Verfahren/Assays verwendet wird, d.h. während der der Fadenwurm mit den zu testenden Verbindungen kontaktiert wird.Under In these conditions, the Kv4 channel can be constitutively expressed (which usually preferred), temporarily (for example, only during a specific phase in the life cycle of roundworms), and / or only if, depending on from the promoter used, a suitable induction takes place. In any case, the Kv4 channel should be in at least one cell, one Tissue, an organ or a part of nematode present and be functional (as described above), while the roundworm in the inventive methods / assays is used, i. while the nematode contacted with the compounds to be tested becomes.
Wie bereits vorstehend erwähnt, kann der Kv4-Kanal unter diesen geeigneten Bedingungen in dem gesamten Fadenwurm exprimiert sein, oder nur in einem oder mehreren spezifischen Teil(en), Organ(en), Gewebe(n) oder Zelle(n) davon. Vorzugsweise ist der Kv4-Kanal erfindungsgemäß (mindestens) exprimiert in:
- – mindestens einer Muskelzelle oder einem Muskelgewebe, und vorzugsweise in dem (mindestens einer Zelle des) Pharynxmuskel(s), Körperwandmuskel(s) und/oder Vulvamuskel(s);
- – mindestens einem Neuron/einer Nervenzelle, und vorzugsweise in (mindestens einem der) M4-Neuronen; und/oder
- – mindestens (einer Zelle des) Gastrointestinaltraktes (d.h. dessen Wand), wie beispielsweise dem Darm (der Darmwand).
- - At least one muscle cell or muscle tissue, and preferably in the (at least one cell of the) pharyngeal muscle (s), body wall muscle (s) and / or Vulvamuskel (s);
- At least one neuron / nerve cell, and preferably in (at least one of) the M4 neuro NEN; and or
- - At least (one cell of) the gastrointestinal tract (ie its wall), such as the intestine (the intestinal wall).
Obwohl die Erfindung in ihrem weitesten Sinne nicht darauf beschränkt ist, führt die wie hierin beschriebene Expression des Kv4-Kanals in dem Fadenwurm vorzugsweise zu einer "detektierbaren phenotypischen Änderung" (wie vorstehend beschrieben) in dem Fadenwurm, d.h. im Vergleich zu entweder dem Wildtyp/N2 und/oder im Vergleich zu dem ursprünglichen "Hintergrund" (d.h. dem Stamm oder der Linie), die zur Expression des Kv4-Kanals verwendet wurde, und die mit einem geeigneten Detektionsverfahren bestimmt wird; einige nicht-beschränkende Beispiele hierfür sind nachstehend angegeben. Wenn die detektierbare phenotypische Änderung unter Verwendung eines geeigneten Detektionsverfahrens bestimmt wird, beträgt die Änderung im Allgemeinen mindestens 1%, vorzugsweise 5%, und möglicherweise bis zu 10% und mehr der (des) gemessenen Werte (s) im Vergleich zu dem (den) entsprechenden Wert(en), gemessen beim Wildtyp/N2 und/oder dem ursprünglichen Hintergrund.Even though the invention in its broadest sense is not limited thereto leads the as described herein Kv4 channel expression in the roundworm preferably to a "detectable phenotypic change "(as above described) in the nematode, i. compared to either Wild-type / N2 and / or compared to the original "background" (i.e., stem or line), which for expression of the Kv4 channel was used, and with a suitable detection method is determined; Some non-limiting examples of this are below specified. If the detectable phenotypic change using a appropriate detection method is determined, the change generally at least 1%, preferably 5%, and possibly up to 10% and more of the measured value (s) in comparison to the corresponding value (s) measured in wild type / N2 and / or the original one Background.
Die detektierbare phenotypische Änderung ist vorzugsweise eine detektierbare biologische Änderung, und insbesondere mindestens eine phenotypische, physiologische, verhaltensmäßige und/oder biochemische Änderung in dem Fadenwurm, beispielsweise wie allgemein in den vorstehend erwähnten Anmeldungen des Anmelders beschrieben.The detectable phenotypic change is preferably a detectable biological change, and in particular at least a phenotypic, physiological, behavioral and / or biochemical change in the roundworm, for example as generally in the above mentioned Applications of the applicant described.
Insbesondere bevorzugt ist die mindestens eine detektierbare phenotypische Änderung verbunden mit – und üblicherweise das Ergebnis von – der biologischen Aktivität des Kv4-Kanals in dem Fadenwurm, d.h. in der (den) Zelle(n), Teil(e), Gewebe(n) oder Organ(en), in denen der Kv4-Kanal exprimiert ist.Especially preferred is the at least one detectable phenotypic change connected with - and usually the result of - the biological activity of the Kv4 channel in the nematode, i. in the cell (s), part (s), Tissue (s) or organ (s) in which the Kv4 channel is expressed.
Wird der Kv4-Kanal beispielsweise in dem Muskel und/oder in den Neuronen exprimiert, ist die mindestens eine detektierbare phenotypische Änderung vorzugsweise eine Änderung, die mit der Funktion mindestens eines Muskels oder Muskelgewebes und/oder mit der Funktion mindestens eines Neurons oder Typ von Neuronen in dem Wurm verbunden ist. Wird der Kv4-Kanal im Darm exprimiert, ist die mindestens eine detektierbare phenotypische Änderung vorzugsweise eine Änderung, die mit der Funktion des Verdauungstraktes des Fadenwurms verbunden ist.Becomes the Kv4 channel in, for example, the muscle and / or neurons is the at least one detectable phenotypic change preferably a change, those with the function of at least one muscle or muscle tissue and / or with the function of at least one neuron or type of Neurons in the worm is connected. If the Kv4 channel is expressed in the gut, is the at least one detectable phenotypic change preferably a change, which is connected to the function of the digestive tract of nematode worm is.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die detektierbare phenotypische Änderung eine detektierbare Änderung einer oder mehrerer [der nachstehenden Funktionen]: Bewegung, Pharynxpumpen (z.B. ausgedrückt als Anzahl der Pharynxkontraktionen oder "Pumpbewegungen" pro Zeiteinheit), Trinken (z.B. gemessen mit einem Assay, der die Aufnahme eines fluoreszierenden Farbstoffes misst, wie in der PCT/IB00/00575 des Anmelders beschrieben), Eiablage, Schlüpfen der Eier, Defäkation, Paarungsverhalten, Hungern, Mortalität. Einige andere, nicht-beschränkende biologische Änderungen beinhalten eine Antwort auf externe Reize, wie mechanische und/oder chemische Reize (z.B. Chemotaxis); eine Antwort auf Nahrungsmittel-Vorkommen; eine Antwort auf (Änderungen der) Temperatur; eine Antwort auf Exposition mit bestimmten chemischen Substanzen; Beginn und/oder Ende des Dauerstadiums; Änderungen des Wachstums; Änderungen des Lebenszyklus; Änderungen des Metabolismus; Änderungen der neuronalen Funktion; und/oder Änderungen der Muskelfunktion (z.B. Kontraktion und Relaxation), ersichtlich aus z.B. EPG und/oder IER. Methoden zur Defektion und/oder Messung solcher detektierbarer phenotypischen Änderung(en) sind dem Fachmann bekannt; es wird wiederum auf die vorstehenden C. elegans-Standard-Handbücher Bezug genommenen. Auch die vorstehend beschriebenen Anmeldungen des Anmelders beschreiben allgemein automatisierte Methoden mit hohem Durchsatz zur Messung der vorstehend erwähnten bevorzugten detektierbaren phenotypischen Änderungen.In a preferred embodiment the detectable phenotypic change is a detectable change one or more [of the following functions]: exercise, pharynx pumps (for example, expressed as number of pharyngeal contractions or "pumping movements" per unit time), drinking (e.g., measured with an assay involving the uptake of a fluorescent dye measures, as described in applicant's PCT / IB00 / 00575), oviposition, Hatch of eggs, defecation, Mating behavior, starvation, mortality. Some other, non-limiting biological changes include a response to external stimuli, such as mechanical and / or chemical stimuli (e.g., chemotaxis); an answer to food occurrences; a Reply to (changes the) temperature; an answer to exposure to certain chemical substances; Beginning and / or end of the duration stage; amendments of growth; amendments the life cycle; amendments of metabolism; amendments the neuronal function; and / or changes in muscle function (e.g., contraction and relaxation), apparent from e.g. EPG and / or IER. Methods for defecting and / or measuring such detectable phenotypic change (s) are known in the art; it will turn to the above C. elegans standard manuals Referenced. Also the applications described above Applicants generally describe automated methods high throughput for measuring the aforementioned preferred detectable phenotypic changes.
Insbesondere ist die aus der Expression des Kv4-Kanals resultierende detektierbare phenotypische Änderung eine Änderung der neuronalen Funktion und/oder der Muskelfunktion, einschließlich, aber nicht beschränkt auf eine Änderung der Membranpolarisation und/oder -repolarisation (ersichtlich aus z.B. EPG und/oder IER); neuronaler Entladung; Muskelkontraktion und/oder -relaxation; Pharynxpumpen; Trinken; Bewegung; Defäkation und/oder Eiablage, wobei eine Änderung des Trinkens, der Bewegung und/oder der Eiablage besonders bevorzugt ist, da diese leicht automatisiert und mit mittlerem bis hohem Durchsatz bestimmt werden können.Especially is the detectable phenotypic change resulting from the expression of the Kv4 channel a change of neural function and / or muscle function, including, but not limited on a change the membrane polarization and / or repolarization (see e.g. EPG and / or IER); neural discharge; muscle contraction and / or relaxation; pharynx; Drink; Move; Defecation and / or Egg laying, with a change drinking, exercise and / or oviposition are particularly preferred is because these are easily automated and medium to high throughput can be determined.
In
einem bevorzugten Aspekt kann die detektierbare phenotypische Änderung
auch eine Änderung des
Auftretens der Membranrepolarisation darstellen, ersichtlich z.B.
aus EPG und/oder IER, insbesondere eine Steigerung des Repolarisationspeaks
(R), wie im EPG beobachtet, und/oder eine Änderung, und insbesondere eine
Abnahme, der Zeit zwischen dem Erregungspeak (Exertationspeak)(E)
und dem Repolarisationspeak (R), im Vergleich zu dem Hintergrund,
der zur Expression des Kv4-Kanals verwendet wurde. Wie vorstehend
bereits erwähnt,
zeigen beispielsweise die EPGs von exp-2-Mutanten einen Repolarisationspeak, welcher
im Vergleich Zum Wildtyp von N2 vermindert oder sogar im Wesentlichen
nicht vorhanden ist. Die Expression eines Kv4-Kanals bei einem exp-2-Hintergrund
kann zur teilweisen oder vollständigen
Wiederherstellung dieses Peaks führen
(siehe
Nach einer weiteren bevorzugten, aber nichtbeschränkenden Ausführungsform der Erfindung erhöht die Expression des Kv4-Kanals die Rate des Pharynxpumpens, insbesondere bei einem (Mutanten-)Hintergrund, welcher im Vergleich zum Wildtyp/N2 ein reduziertes Pharynxpumpen aufweist. In dieser nichtbeschränkenden Ausführungsform kann die Expression des Kv4-Kanals beispielsweise die Rate des Pharynxpumpens im Vergleich zum (Mutanten-)Hintergrund erhöhen, aber auf eine Rate, die im Vergleich zum Wildtyp/N2 immer noch geringer ist.To another preferred but non-limiting embodiment the invention increases the Expression of the Kv4 channel the rate of pharyngeal pumping, in particular in a (mutant) background, which compared to the wild type / N2 having a reduced pharynx pumping. In this non-limiting embodiment For example, the expression of the Kv4 channel may be the rate of pharyngeal pumping increase in comparison to the (mutant) background, but at a rate that is still lower compared to wildtype / N2.
Nach einer weiteren bevorzugten, aber nicht-beschränkenden Ausführungsform der Erfindung erhöht die Expression des Kv4-Kanals das Trinken (gemessen beispielsweise durch Aufnahme eines fluoreszierenden Markers wie Calcein AM), insbesondere bei einem (Mutanten-)Hintergrund, welcher im Vergleich zum Wildtyp/N2 ein reduziertes Trinken aufweist. In dieser nichtbeschränkenden Ausführungsform kann die Expression des Kv4-Kanals beispielsweise das Trinken im Vergleich zum (Mutanten-)Hintergrund erhöhen, aber auf ein Niveau, das im Vergleich zum Wildtyp/N2 immer noch reduziert ist.To another preferred but non-limiting embodiment the invention increases the Expression of the Kv4 channel drinking (measured for example by Inclusion of a fluorescent marker such as Calcein AM), in particular in a (mutant) background, which compared to the wild type / N2 has a reduced drinking. In this non-limiting embodiment For example, the expression of the Kv4 channel may be drinking in the Increase comparison to the (mutant) background, but to a level that compared to the wild type / N2 is still reduced.
Die nachstehende Tabelle 1 zeigt eine Liste einiger bevorzugter, aber nicht-beschränkender Kombinationen von (1) Zellen/Geweben, in denen die Kv4-Kanäle (die diese kodierenden Nukleotidsequenzen) exprimiert werden können; (2) Promotoren zur Verwendung bei dieser Expression; (3) C. elegans-Stämme, die als Ausgangslinien oder -stämme ("Hintergrund") verwendet werden können; und (4) die detektierbare phenotypische Änderung, die eine Folge der Expression des Kv4-Kanals in den Zellen/Geweben sein kann.The Table 1 below shows a list of some more preferred, but non-limiting Combinations of (1) cells / tissues in which the Kv4 channels (the these coding nucleotide sequences) can be expressed; (2) Promoters for use in this expression; (3) C. elegans strains which as starting lines or strains ("Background") can; and (4) the detectable phenotypic change that is a consequence of Expression of the Kv4 channel in the cells / tissues may be.
Die nachstehenden, den humanen Kv4.3 exprimierenden C. elegans-Linien/Stämme wurden bei der Belgian Coordinated Collections of Microorganisms ("BCCM") LMBP-Collection, Universität Gent, K.L. Ledeganckstraat 35, B-9000 Gent, in Übereinstimmung mit den Bestimmungen des Budapester Vertrags zur Internationalen Anerkennung der Hinterlegung von Mikroorganismen hinterlegt:
- – Stamm UG1598, hinterlegt am 25. April 2002, unter der Zugangsnummer LMBP 5851CB; dies ist ein pha-1(e2123ts)III-Stamm, der mit einem humanen Kv4.3-Kanal unter Kontrolle eines myo-2-Promotors transformiert ist;
- – Stamm UG1611, hinterlegt am 25. April 2002, unter der Zugangsnummer LMBP 5852CB; dies ist ein exp-2(sa26ad1426)V-Stamm, der mit einem humanen Kv4.3-Kanal unter Kontrolle eines myo-2-Promotors transformiert ist.
- - strain UG1598, deposited on April 25, 2002, under accession number LMBP 5851CB; this is a pha-1 (e2123ts) III strain transformed with a human Kv4.3 channel under the control of a myo-2 promoter;
- - strain UG1611, deposited on April 25, 2002, under accession number LMBP 5852CB; this is an exp-2 (sa26ad1426) V strain transformed with a human Kv4.3 channel under the control of a myo-2 promoter.
TABELLE 1 TABLE 1
Die wie vorstehend erzeugten, den Kv4-Kanal exprimierenden transgenen Fadenwürmer können zur Identifizierung von Verbindungen verwendet werden, welche mit dem Kv4-Kanal "interagieren", und/oder zur Bestimmung, ob eine (gegebene oder bestimmte) Verbindung mit dem Kv4-Kanal "interagiert".The as generated above, expressing the Kv4 channel transgenic nematodes can be used to identify compounds which with "interact" with the Kv4 channel, and / or determine whether a (given or specific) connection "interacts" with the Kv4 channel.
Im Zusammenhang der vorliegenden Offenbarung bedeutet das "Interagieren" einer Verbindung mit einem zu untersuchenden Protein, wie dem Kv4-Kanal, allgemein, dass diese Verbindung in einer Weise mindestens eine Eigenschaft, ein Charakteristikum und/oder eine Aktivität des Proteins beeinflusst, ändert, abwandelt und/oder auf andere Art beeinträchtigt, insbesondere mindestens eine biologische Eigenschaft, ein Charakteristikum und/oder eine Aktivität dieses Proteins.In the context of the present disclosure, "interacting" with a connection means a protein to be tested, such as the Kv4 channel, in general, that this compound influences, changes, modifies and / or otherwise adversely affects at least one property, characteristic and / or activity of the protein, in particular at least one biological property , a characteristic and / or activity of this protein.
Dazu kann die Verbindung beispielsweise sich an das zu untersuchenden Protein binden, damit ligieren, einen Komplex bilden, eine oder mehrere Wasserstoffbrückenbindungen bilden, und/oder auf andere Art damit assoziieren, d.h. so, dass zumindest eine (biologische) Eigenschaft, ein Charakteristikum und/oder eine Aktivität des Proteins beeinflusst, geändert, abgewandelt oder auf andere Art beeinträchtigt wird. Beispielsweise kann die Verbindung an das zu untersuchende Protein an oder nahe des aktiven Zentrums binden oder damit assoziieren (d.h. vergleichbar mit einer Protein-Substrat-Interaktion, also kompetitiv zum Substrat um die Bindung), das Protein an oder nahe des aktiven Zentrums vollständig oder teilweise blockieren, an eine andere (Bindungs-)Stelle des Proteins binden, das Protein allosterisch beeinflussen, als Cofaktor wirken oder die Bindung eines Cofaktars inhibieren, die Assoziation des Proteins mit anderen Proteinen fördern oder inhibieren, usw.; dennoch ist die Erfindung in ihrem weitesten Sinn nicht besonders auf die Art beschränkt, in welcher die Verbindung mit dem Protein interagiert/assoziiert.To For example, the compound may contact the one to be examined To bind protein, to ligate, to form a complex, one or more multiple hydrogen bonds form, and / or otherwise associate with it, i. so that at least one (biological) property, one characteristic and / or an activity of the protein, changed, modified or otherwise impaired. For example the compound may be close to or close to the protein to be tested of the active site or associate with it (i.e. with a protein-substrate interaction, that is, competitive with the substrate around the binding), the protein at or near the active site is complete or partially block, to another (binding) site of the protein bind allosteric protein, act as cofactor or inhibit the binding of a cofactar, the association of the Promote protein with other proteins or inhibit, etc .; nevertheless, the invention is in its widest Sense not particularly limited to the way in which the connection interacts / associates with the protein.
Insbesondere können bei einem Ionenkanal, wie den gegenständlichen Kv4-Kanälen, die Verbindung(en) den Kanal vollständig oder teilweise blockieren oder öffnen, die Menge an Ionen, die während einer bestimmten Zeitperiode durch den Kanal passieren (können), erhöhen oder vermindern; und/oder das Öffnen und/oder Schließen anders beeinflussen, die Aktivität/Aktivierung ändern und/oder die Sensitivität des Kanals ändern. Diese Beeinflussung kann mit dem (den) nativen Substrat(en) kompetitiv oder nicht-kompetitiv sein, sie kann vorübergehend oder permanent sein, und/oder sie kann reversibel oder irreversibel sein (wobei vorübergehend und reversibel in der Regel bevorzugt ist).Especially can in an ion channel, such as the subject Kv4 channels, the Connect (s) the channel completely or partially block or open, the amount of ions that during through a certain period of time through the channel (can), increase or Reduce; and / or opening and / or Shut down influence the activity / activation and / or change the sensitivity change the channel. This interference can be competitive with the native substrate (s) or non-competitive, it may be temporary or permanent, and / or it may be reversible or irreversible (being transient and reversibly, as a rule, is preferred).
Dementsprechend kann (können) die Verbindung(en) als Agonisten des Kv4-Kanals wirken, als Antagonist des Kv4-Kanals und/oder als (reversibler und/oder irreversibler) Inhibitor des Kv4-Kanals, obwohl die Erfindung in ihrem weitesten Sinne nicht darauf beschränkt ist. Die Verbindung kann beispielsweise den Kv4-Kanal potenzieren, sensibilisieren oder desensibilisieren, oder auf andere Art die Aktivität und/oder die Sensibilität des Kv4-Kanals erhöhen oder vermindern.Accordingly can (can) the compound (s) act as agonists of the Kv4 channel, as an antagonist of the Kv4 channel and / or as (reversible and / or irreversible) Inhibitor of the Kv4 channel, although the invention is in its widest Senses not limited thereto is. For example, the connection can potentiate the Kv4 channel sensitize or desensitize, or otherwise activity and / or sensitivity of the Kv4 channel or diminish.
Vorzugsweise ist die vorstehende "Interaktion" mit dem Kv4-Kanal derart, dass sie mit geeigneten Detektionsverfahren gemessen oder auf andere Art beobachtet werden kann (d.h. qualitativ und/oder quantitativ), beispielsweise unter Verwendung von Xenopus-Oocyten und/oder unter Verwendung von EPG und/oder IER bei C. elegans.Preferably is the above "interaction" with the Kv4 channel such that they are measured by suitable detection methods or can be observed in another way (i.e., qualitatively and / or quantitative), for example using Xenopus oocytes and / or using EPG and / or IER in C. elegans.
Insbesondere bevorzugt – da erfindungsgemäß die Interaktion der Verbindung(en) mit dem Protein in vivo unter Verwendung des Fadenwurms C. elegans bestimmt wird – ist die Interaktion derart, dass sie auch zu einer detektierbaren Änderung in dem verwendeten Fadenwurm (Fadenwürmern) führt. Insbesondere ist die detektierbare Änderung (hier bezeichnet als "signifikante biologische Änderung") eine detektierbare biologische Änderung in dem Fadenwurm, z.B. mindestens eine phenotypische, physiologische, verhaltensmäßige und/oder biochemische Änderung in dem Fadenwurm.Especially preferred - there According to the invention, the interaction the compound (s) with the protein in vivo using the Nematode C. elegans is determined - is the interaction such that they also become a detectable change in the one used Roundworm (roundworm) leads. In particular, the detectable change (referred to herein as "significant biological change") is a detectable one biological change in the threadworm, e.g. at least one phenotypic, physiological, behavioral and / or biochemical change in the threadworm.
Wird die signifikante biologische Änderung unter Verwendung eines geeigneten Detektionsverfahrens gemessen, beträgt die Änderung allgemein mindestens 1%, bevorzugt mindestens 5%, und möglicherweise bis zu 10% und mehr der (des) gemessenen Wertes) im Vergleich zu dem (den) entsprechenden Wert(en), die bei dem Stamm gemessen wurden (ohne dass dieser den Verbindungen ausgesetzt wurde).Becomes the significant biological change measured using a suitable detection method, is the change generally at least 1%, preferably at least 5%, and possibly to to 10% and more of the (measured) value) compared to the the corresponding value (s) measured on the strain (without being exposed to the compounds).
Insbesondere bevorzugt ist die mindestens eine signifikante biologische Änderung in dem Fadenwurm assoziiert mit – und ist gewöhnlich ein Ergebnis von – der Änderung(en) der Aktivität, Sensitivität usw. des Kv4-Kanals, die von der (den) Verbindung(en) bewirkt wird.Especially preferred is the at least one significant biological change in the nematode associated with - and is usually a Result of - the change (s) the activity, sensitivity etc. of the Kv4 channel caused by the connection (s).
Ist der Kv4-Kanal beispielsweise in dem Muskel und/oder in den Neuronen exprimiert, ist die mindestens eine signifikante biologische Änderung vorzugsweise eine Änderung, die mit der Funktion mindestens eines Muskels oder Muskelgewebes und/oder mit der Funktion mindestens eines Neurons oder eines Typs von Neuronen in dem Wurm verbunden ist. Wird der Kv4-Kanal im Darm exprimiert, ist die mindestens eine signifikante biologische Änderung vorzugsweise eine Änderung, die mit der Funktion des Verdauungstraktes des Fadenwurms verbunden ist.is the Kv4 channel in, for example, the muscle and / or neurons is the at least one significant biological change preferably a change, those with the function of at least one muscle or muscle tissue and / or with the function of at least one neuron or type of neurons in the worm. Will the Kv4 channel in the intestine is the at least one significant biological change preferably a change, which is connected to the function of the digestive tract of nematode worm is.
Es sei hier angemerkt, dass im Allgemeinen die "signifikante biologische Änderung", welche von der (den) zu untersuchenden Verbindung(en) bewirkt wird, die gleiche Eigenschaft betreffen kann oder nicht (d.h. im Wesentlichen die gleiche phenotypische, physiologische, Verhaltens- und/oder biochemische Eigenschaft) wie die "detektierbare phenotypische Änderung", welche von der Expression des Kv4-Kanals in dem Fadenwurm be wirkt wird. Beispielsweise kann in einer bevorzugten Ausführungsform die "detektierbare phenotypische Änderung" ein Defekt in dem Fadenwurm sein (wie beispielsweise ein Defekt beim Pharynxpumpen, der Bewegung oder der Eiablage), und die signifikante biologische Änderung, die von der Verbindung bewirkt wird, kann die vollständige oder teilweise "Wiederherstellung" dieses Defekts sein.It should be noted here that, in general, the "significant biological change", which depends on the (s) to be tested compound (s) is or may not affect the same property (ie, substantially the same phenotypic, physiological, behavioral and / or biochemical property) as the "detectable phenotypic change" resulting from the expression of the Kv4 channel in the roundworm be acts. For example, in a preferred embodiment, the "detectable phenotypic change" may be a defect in the roundworm (such as a pharyngeal pump, movement, or oviposition defect), and the significant biological change caused by the compound may be the full or partial be partial "recovery" of this defect.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die signifikante biologische Änderung eine detektierbare Änderung in einer oder mehrerer Eigenschaften, wie Bewegung, Pharynxpumpen, (z.B. gemessen als Anzahl der Pharynxkontraktionen oder "Pumpbewegungen" pro Zeiteinheit), Trinken (z.B. gemessen mit einem Assay, welcher die Aufnahme eines fluoreszenten Farbstoffs misst, wie in der PCT/IB00/00575 des Anmelders beschrieben), Eiablage, Schlüpfen der Eier, Defäkation, Paarungsverhalten, Hungern, Mortalität. Einige nicht-beschränkende biologische Änderungen können eine Antwort auf externe Reize umfassen, wie beispielsweise mechanische und/oder chemische Reize (z.B. Chemotaxis); die Antwort auf die Anwesenheit von Nahrungsmitteln; die Antwort auf (Änderungen der) Temperatur; die Antwort auf Exposition mit bestimmten chemischen Substanzen; Beginn und/oder Ende des Dauerstadiums; Änderungen des Wachstums; Änderungen des Lebenszyklus; Änderungen des Metabolismus; Änderungen der neuronalen Funktion; und/oder Änderungen der Muskelfunktion (z.B. Kontraktion und Relaxation), ersichtlich aus z.B. EPG und/oder IER. Methoden zur Bestimmung und/oder Änderung solcher detektierbarer phenotypischen Änderung(en) wurden bereits vorstehend angeführt.In a preferred embodiment the significant biological change is a detectable change in one or more properties, such as exercise, pharyngeal pumps, (e.g., measured as the number of pharyngeal contractions or "pumping movements" per unit of time), Drinking (e.g., as measured by an assay involving the uptake of a fluorescent dye, as in applicant's PCT / IB00 / 00575 described), oviposition, hatching of eggs, defecation, Mating behavior, starvation, mortality. Some non-limiting biological changes can include a response to external stimuli, such as mechanical stimuli and / or chemical stimuli (e.g., chemotaxis); the answer to that Presence of food; the answer to (changes the) temperature; the answer to exposure to certain chemical substances; Beginning and / or end of the duration stage; Changes in growth; amendments the life cycle; amendments of metabolism; amendments the neuronal function; and / or changes in muscle function (e.g., contraction and relaxation), apparent from e.g. EPG and / or IER. Methods for determining and / or changing such detectable phenotypic change (s) have already been mentioned above.
Insbesondere bevorzugt ist die signifikante biologische Änderung eine Änderung der neuronalen und/oder der Muskelfunktion, einschließlich, aber nicht beschränkt auf eine Änderung der Membranpolarisation und/oder -repolarisation (ersichtlich z.B. aus EPG und/oder IER); neuronale Entladung; Muskelkon traktion und/oder -relaxation; Pharynxpumpen; Trinken; Bewegung; Defäkation und/oder Eiablage, wobei eine Änderung des Trinkens, der Bewegung und/oder der Eiablage besonders bevorzugt ist.Especially Preferably, the significant biological change is a change of the neural and / or muscle function, including, but not limited on a change membrane polarization and / or repolarization (see e.g. from EPG and / or IER); neural discharge; Muscle contraction and / or relaxation contribute; pharynx; Drink; Move; Defecation and / or Egg laying, with a change drinking, exercise and / or oviposition are particularly preferred is.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
kann die signifikante biologische Änderung auch eine Änderung
der Membranrepolarisation sein, ersichtlich z.B, aus EPG und/oder
IER, insbesondere eine Steigerung des Repolarisationspeaks (R),
ersichtlich im EPG, und/oder eine Änderung, insbesondere eine
Abnahme, der Zeit zwischen dem Erregungspeak (E) und dem Repolarisationspeak
(R), im Vergleich zu dem Hintergrund, der zur Expression des Kv4-Kanals
verwendet wurde. Wie vorstehend bereits erwähnt, zeigen beispielsweise die
EPGs von exp-2-Mutanten eine Repolarisationspeak, welcher im Vergleich
zum Wildtyp von N2 vermindert oder sogar im Wesentlichen nicht vorhanden
ist. Die Expression eines Kv4-Kanals bei einem exp-2-Hintergrund
kann zur teilweisen oder vollständigen
Wiederherstellung dieses Peaks führen
(siehe
Die nachstehende Tabelle 2 zeigt beispielsweise eine Liste einiger bevorzugter, aber nicht-beschränkender Kombinationen von (1) Zellen/Geweben, bei denen die Kv4-Kanäle (die diese kodierenden Nukleotidsequenzen) exprimiert werden können; (2) Promotoren zur Verwendung bei dieser Expression; (3) C. elegans-Stämme, die als Ausgangslinien oder -stämme ("Hintergrund") verwendet werden können; und (4) die relevante signifikante biologische Änderung, die von der (den) zu untersuchenden Verbindung(en) in einem solchen Fadenwurm bewirkt werden kann.The Table 2 below shows, for example, a list of some preferred, but not restrictive Combinations of (1) cells / tissues where the Kv4 channels (the these coding nucleotide sequences) can be expressed; (2) Promoters for use in this expression; (3) C. elegans strains which as starting lines or strains ("Background") can; and (4) the relevant significant biological change from the to be examined compound (s) in such nematode causes can be.
TABELLE 2 TABLE 2
Im Allgemeinen umfasst das Verfahren zur Bestimmung, ob eine Verbindung oder Verbindungen mit dem Kv4-Kanal interagieren kann, die folgenden Schritte:
- (a) in-Kontakt-bringen mindestens eines einen Kv4-Kanal exprimierenden Fadenwurms mit (mindestens) einer Verbindung oder Verbindungen; und
- (b) Detektieren und/oder Beobachten mindestens einer signifikanten biologischen Änderung (wie vorstehend definiert) in oder bei dem Fadenwurm.
- (a) contacting at least one Kv4 channel-expressing roundworm with (at least) one compound or compounds; and
- (b) detecting and / or observing at least one significant biological change (as defined above) in or at the roundworm.
Das Verfahren zum Screenen einer Gruppe von Verbindungen auf die Anwesenheit einer oder mehrerer Verbindungen in der Gruppe, die mit dem Kv4-Kanal interagieren können, umfasst allgemein die nachstehenden Schritte:
- (a) in-Kontakt-bringen einer oder mehrerer Verbindungen der Gruppe von Verbindungen mit mindestens einem Fadenwurm, wie vorstehend beschrieben, und
- (b) Detektieren und/oder Beobachten, ob eine der Verbindungen der Gruppe eine signifikante biologische Änderung in oder bei dem Fadenwurm bewirkt.
- (a) contacting one or more compounds of the group of compounds with at least one nematode, as described above, and
- (b) detecting and / or observing whether one of the compounds of the group causes a significant biological change in or at the roundworm.
Wie vorstehend erwähnt, ist in Schritt (b) beider dieser Verfahren die in dem Fadenwurm beobachtete signifikante Änderung zumindest indikativ – und weiter bevorzugt repräsentativ – für eine Interaktion der Verbindung(en) mit dem Kv4-Kanal, in qualitativer und vorzugsweise auch quantitativer Weise. Die vorstehenden Schritte (a) und (b) werden nachstehend näher beschrieben.As mentioned above, in step (b) of both of these methods, that in the nematode worm observed significant change at least indicative - and more preferably representative - for an interaction the connection (s) with the Kv4 channel, in qualitative and preferably also quantitatively. The above steps (a) and (b) will be closer below described.
In Schritt (a) wird der Fadenwurm (d.h. mindestens eine Zelle, ein Teil, ein Gewebe oder ein Organ des Fadenwurms) mit der (den) zu untersuchenden Verbindungen in Kontakt ge bracht. Dies kann auf jede geeignete Art durchgeführt werden, wie beispielsweise:
- – indem die Verbindung(en), wahlweise in einer geeigneten Formulierung, wie einer Lösung oder Suspension, (direkt) mit dem Körper und/oder der Kutikula ("Haut") des Fadenwurms in Kontakt gebracht wird (werden), und/oder indem die Verbindung auf andere Art in die Umgebung des Fadenwurms eingebracht wird, wie beispielsweise durch Aufnahme der Verbindung(en) in das Medium, in oder auf dem der Fadenwurm gehalten, gezüchtet, kultiviert oder erhalten wird (wobei dieses Medium auch in geeigneter Weise die Expression des Kv4-Kanals induzieren kann). Es ist gut bekannt, dass Fadenwürmer unter diesen Umständen Verbindungen aus ihrer Umgebung direkt über ihre Kutikula (z.B. durch Diffusion oder aktiven Transport, manchmal auch als "Einweichen" bezeichnet) und/oder über Öffnungen in ihrer Kutikula, wie die sensorischen Amphidneuronen, aufnehmen können;
- – indem die Verbindung(en) in den Körper des Fadenwurms injiziert oder auf andere Art eingeführt werden, beispielsweise in die Blutbahn oder in einen beliebigen Teil oder Teile des Verdauungstraktes;
- – indem der Fadenwurm mit der (den) Verbindung(en) gefüttert und/oder die Verbindung(en) in einer geeigneten Nahrungsquelle, Futterzusammensetzung oder eine andere geeignete Substanz oder ein Material aufgenommen werden, welches die Würmer über Fressen oder Pharynxpumpen aufnehmen können (z.B. Mikrosphären), und anschließend diese Nahrungsquelle usw. an die Fadenwürmer verfüttert wird.
- By bringing the compound (s), optionally in a suitable formulation, such as a solution or suspension, into contact (directly) with the body and / or the cuticle ("skin") of the roundworm, and / or by the compound is otherwise introduced into the vicinity of the nematode, such as by uptake of the compound (s) into the medium, in or on which the nematode is kept, bred, cultured or maintained (this medium also being suitable for expression) of the Kv4 channel). It is well known that under these circumstances, nematodes can pick up compounds from their environment directly via their cuticle (eg, by diffusion or active transport, sometimes called "soaking") and / or through openings in their cuticle, such as the sensory amphid neurons ;
- By injecting or otherwise introducing the compound (s) into the body of the roundworm, for example into the bloodstream or into any part or parts of the digestive tract;
- By feeding the roundworm with the compound (s) and / or ingesting the compound (s) in a suitable food source, feed composition or other suitable substance or material which the worms may receive via seizures or pharynx pumps (eg Microspheres), and then this food source, etc. is fed to the nematode worms.
Diese und andere Verfahren, um die Fadenwürmer mit der (den) zu untersuchenden Verbindung(en) in Kontakt zu bringen, und geeignete Bedingungen hierfür sind dem Fachmann bekannt. Allgemein ist die Erfindung nicht besonders auf die Art beschränkt, in welcher der Fadenwurm mit der (den) zu untersuchenden Verbindung(en) in Kontakt gebracht wird, so lange die Verbindung(en) von dem Fadenwurm absorbiert oder auf andere Art aufgenommen wird (werden), so dass die Verbindung in Kontakt mit den von dem Fadenwurm exprimierten Kv4-Kanal (Kv4-Kanälen) kommen kann; und vorzugsweise so dass – falls die Verbindung mit dem (den) Kv4-Kanal (-Kanälen) interagieren kann, wie hier beschrieben – das Kontaktieren des Fadenwurms mit der Verbindung zu einer signifikanten biologischen Änderung führt (wie vorstehend beschrieben).These and other methods to examine the roundworms with the one to be examined To contact compound (s), and appropriate conditions therefor are known in the art. Generally, the invention is not particularly limited in the way in which the nematode with the compound (s) to be investigated is brought into contact as long as the compound (s) of the threadworm absorbed or otherwise absorbed (being), so that the compound in contact with those expressed by the nematode Kv4 channel (Kv4 channels) can come; and preferably so that - if the connection with the the Kv4 channel (s) can interact as described here - contacting the roundworm with the link to a significant biological change leads (as described above).
Beispielsweise hängt die Zeit, während welcher der Fadenwurm der (den) Verbindung(en) ausgesetzt oder damit in Kontakt gebracht wird, von Faktoren ab, wie beispielsweise dem verwendeten Fadenwurm (einschließlich dem spezifischen verwendeten Stamm), die Art, in welcher der Fadenwurm mit der (den) Verbindung(en) in Kontakt gebracht wird, die Menge an Verbindung(en), mit welcher der Fadenwurm in Kontakt gebracht wird (d.h. sowohl die absoluter Menge und/oder die Konzentration), die zu messende signifikante biologische Änderung, und ähnliche Faktoren. Die Konzentration und/oder die Menge der Verbindung(en), der der Fadenwurm ausgesetzt wird, hängt üblicherweise von Faktoren ab, wie dem verwendeten Fadenwurm, die Art, auf welche der Fadenwurm mit der Verbindung in Kontakt gebracht wird, die zu messende signifikante biologische Änderung, die (beabsichtigte) Expositionszeit, und ähnliche Faktoren.For example depends on that Time, while which exposed the thread worm to the compound (s) or so is based on factors such as the used nematode (including the specific used Strain), the way in which the nematode worm with the compound (s) the amount of compound (s) with which the nematode is brought into contact (i.e., both the absolute Amount and / or concentration), the significant to be measured biological change, and similar Factors. The concentration and / or the amount of the compound (s), which the threadworm is exposed to depends usually on factors like the nematode used, the way in which the nematode worm is brought into contact with the compound, the significant to be measured biological change, the (intended) exposure time, and similar factors.
Im Allgemeinen kann der Fachmann eine geeignete Zeit, Menge und Konzentration der Exposition der Verbindung bestimmen, wahlweise nach anfänglichen routinemäßigen Trial-and-Error-Experimenten in beschränkter Anzahl, und/oder durch Vergleich mit einer oder mehreren Referenzverbindungen, von denen bekannt ist, dass sie eine Interaktion mit Kv4-Kanälen aufweisen (siehe nachfolgend).in the Generally, one skilled in the art may appropriate time, amount and concentration determine the exposure of the compound, optionally after initial routine trial-and-error experiments in limited Number, and / or by comparison with one or more reference compounds, known to interact with Kv4 channels (see below).
Die Anzahl der Fadenwürmer, die mit der (den) zu untersuchenden Verbindung(en) in Kontakt gebracht wird (d.h. die "Probengröße"), ist unkritisch, und kann beispielsweise von der Größe des verwendeten Behälters/Gefäßes abhängen. Gewöhnlich umfasst die Probe zwischen 2 und 500, vorzugsweise zwischen 3 und 300, und insbesondere zwischen 5 und 200, ganz besonders bevorzugt zwischen 10 und 100 Fadenwürmer. Wird der Assay in Multi-Well-Platten durchgeführt (wie nachstehend beschrieben), enthält jede Vertiefung gewöhnlich zwischen 15 und 75 Würmern, beispielsweise zwischen 20 und 50 Würmer. Obwohl nicht bevorzugt, ist nicht ausgeschlossen, dass die Probe aus einem einzigen Wurm besteht. Auch ist es möglich, obgleich gewöhnlich nicht bevorzugt, dass nur ein Teil, ein Gewebe, ein Organ oder eine Zelle eines erfindungsgemäßen Fadenwurms verwendet wird, wie beispielsweise (isoliertes) Muskelgewebe, ein isolierter Pharynx, usw..The number of roundworms that is brought into contact with the compound (s) to be tested (ie, the "sample size") is not critical, and may for example depend on the size of the container / vessel used. Usually the sample comprises between 2 and 500, preferably between 3 and 300, and in particular between 5 and 200, very particularly preferred between 10 and 100 Fadenwür mer. When the assay is performed in multi-well plates (as described below), each well will usually contain between 15 and 75 worms, for example, between 20 and 50 worms. Although not preferred, it is not excluded that the sample consists of a single worm. Also, although it is usually not preferred that only a part, tissue, organ or cell of a nematode of the invention be used, such as (isolated) muscle tissue, an isolated pharynx, etc., it is possible.
Obwohl die Erfindung in ihrem weitesten Sinn nicht darauf beschränkt ist, ist es gewöhnlich bevorzugt, dass die Fadenwürmer in jeder Probe Würmer umfassen, die – zumindest am Anfang des Assays – im Wesentlichen die gleichen sind, d.h. dass sie im Wesentlichen von demselben Stamm abstammen (der z.B. den Kv4-Kanal exprimiert); im Wesentlichen von isogenem Genotyp sind; im Wesentlichen den gleichen, Kv4-verwandten Genotyp zeigen; im Wesentlichen "synchronisiert" sind (d.h. sich im Wesentlichen im gleichen Entwicklungsstadium befinden, was sich jedoch während des Verlaufs des Assays ändern kann – und gewöhnlich ändern wird -, und zwar nicht für alle Würmer der Probe mit der gleichen Rate und/oder auf die gleiche Art); im Wesentlichen auf die gleiche Art gezüchtet/kultiviert wurden (z.B. im gleichen Medium).Even though the invention in its broadest sense is not limited thereto it is ordinary prefers that the thread worms in each sample worms include, which - at least at the beginning of the assay - im Essentially the same, i. E. that they are essentially of from the same strain (e.g., expressing the Kv4 channel); in the Are of isogenic genotype; essentially the same, Show Kv4-related genotype; are substantially "synchronized" (i.e., substantially synchronized) same stage of development, but during the Change the course of the assay can - and usually will change - not for all worms the sample at the same rate and / or in the same way); essentially cultivated / cultivated in the same way were (for example in the same medium).
Weitere Bedingungen zum in-Kontakt-bringen des Fadenwurms mit der (den) zu untersuchenden Verbindung(en) – wie bei spielsweise die Temperatur, das Medium und die verwendete Ausstattung, usw. – kann von dem Fachmann geeignet gewählt werden, wiederum wahlweise nach anfänglichen routinemäßigen Trial-and-Error-Experimenten in beschränkter Anzahl, und wiederum auf der Grundlage der vorstehend angegebenen Überlegungen. Beispielsweise können diese Bedingungen – jedoch nicht zwingend – allgemein die gleichen sein wie die Bedingungen zur Kultivierung/Züchtung der Fadenwürmer, wie vorstehend beschrieben (und können daher auch so sein, dass eine Expression des Kv4-Kanals induziert/erhalten wird). Diese Bedingungen können jedoch die Verwendung von Temperaturen, Medien, Puffern und Reagentien umfassen, die zum Untersuchen/Screenen von Verbindungen speziell geeignet sind, z.B. wie in den vorstehend erwähnten Anmeldungen des Anmelders beschrieben. Weiterhin, obwohl gewöhnlich nicht bevorzugt, umfasst die Erfindung auch die Exposition des Fadenwurms vor oder gleichzeitig mit der Exposition mit der oder den zu untersuchenden Verbindungen, mit einer oder mehreren Verbindungen, die mindestens einen nativen Prozess oder Aktivität des Fadenwurms steigern oder vermindern, beispielsweise einen nativ anwesenden Ionenkanal. Die verwendeten Bedingungen sollten jedoch für die verwendeten Fadenwürmer zumindest physiologisch akzeptabel sein, zumindest während der Zeit, während der die erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden.Further Conditions for contacting the roundworm with the (the) test compound (s) - such as temperature, the medium and the equipment used, etc. - may be suitable for the person skilled in the art chosen again, optionally after initial routine trial-and-error experiments in limited Number, and again based on the considerations given above. For example, you can these conditions - however not compulsory - general the same as the conditions for cultivating / breeding the Nematodes, as described above (and therefore may be such that an expression of the Kv4 channel is induced / obtained). However, these conditions can the use of temperatures, media, buffers and reagents specifically for exploring / screening compounds specifically are suitable, e.g. as in the applicant's aforementioned applications described. Further, though usually not preferred, further includes the invention also includes the exposure of nematode before or simultaneously with exposure to the compound (s) to be tested, with one or more compounds containing at least one native Process or activity increase or decrease the threadworm, for example, a native present ion channel. The conditions used should however for the used threadworms at least physiologically acceptable, at least during the Time, while the methods of the invention carried out become.
Einige geeignete, nicht-beschränkende Bedingungen können beispielsweise sein:
- – eine Kontaktzeit zwischen 1 Minute und 24 Stunden, insbesondere zwischen 10 Minuten und 12 Stunden, besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 8 Stunden, wie beispielsweise zwischen 1 und 6 Stunden, z.B. etwa 2, 3, 4 oder 5 Stunden;
- – eine Konzentration/Menge der Verbindung(en) zwischen 0,01 und 1.000 mM (abhängig von der Toxizität und Löslichkeit der untersuchten Verbindung), insbesondere zwischen 1 und 500 mM, besonders bevorzugt zwischen 5 und 300 mM, wie beispielsweise zwischen 5 und 100 mM, z.B. etwa 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 oder 90 mM; wobei die Verbindung(en) wahlweise mit einer geeigneten Futterquelle, wie beispielsweise E. coli (in den vorstehend angegebenen Mengen verwendet) (vor-)gemischt sein kann (können);
- – einer Temperatur zwischen 15 und 30°C, insbesondere zwischen 17 und 25°C, wie beispielsweise etwa 18, 19, 20, 21, 22, 23 oder 24°C;
- – die Verwendung eines geeigneten flüssigen, viskosen oder halbviskosen Mediums, wie beispielsweise Agar, M9, S-Puffer, und/oder eines der vorstehend angegebenen Medien; auf einer Platte, in einer Petrischale, in einem Röhrchen, in der Vertiefung einer Multi-Well-Platte, oder in einem anderen geeigneten Gefäß oder Behälter;
- – eine Probengröße zwischen 10 und 1.000 Fadenwürmern, insbesondere zwischen 25 und 200 Fadenwürmern, besonders bevorzugt zwischen 75 und 150 Fadenwürmern.
- A contact time between 1 minute and 24 hours, in particular between 10 minutes and 12 hours, more preferably between 0.5 and 8 hours, for example between 1 and 6 hours, for example about 2, 3, 4 or 5 hours;
- A concentration / amount of the compound (s) between 0.01 and 1000 mM (depending on the toxicity and solubility of the tested compound), in particular between 1 and 500 mM, more preferably between 5 and 300 mM, for example between 5 and 100 mM, eg about 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 or 90 mM; wherein the compound (s) may optionally be (are) pre-mixed with a suitable food source, such as E. coli (used in the amounts indicated above);
- A temperature between 15 and 30 ° C, especially between 17 and 25 ° C, such as about 18, 19, 20, 21, 22, 23 or 24 ° C;
- The use of a suitable liquid, viscous or semi-viscous medium, such as agar, M9, S buffer, and / or one of the media indicated above; on a plate, in a petri dish, in a tube, in the well of a multi-well plate, or in another suitable vessel or container;
- - A sample size between 10 and 1000 roundworms, in particular between 25 and 200 roundworms, more preferably between 75 and 150 roundworms.
Weitere geeignete Bedingungen zum Untersuchen/Screenen von Verbindungen unter Verwendung von Fadenwürmern sind in den vorstehend erwähnten Anmeldungen des Anmelders angegeben. Ist die zu messende signifikante biologische Änderung beispielsweise Bewegung, Pharynxpumpen, Eiablage oder Defäkation, sind einige besonders geeignete Bedingungen für Assays in der internationalen Anmeldung PCT/IB00/00575 (WO 00/63427) angegeben.Further suitable conditions for examining / screening compounds using nematodes are in the aforementioned Registrations of the applicant indicated. Is the significant to be measured biological change for example, exercise, pharyngeal pumps, oviposition or defecation, are some particularly suitable conditions for assays in the international Application PCT / IB00 / 00575 (WO 00/63427).
Sobald die Fadenwürmer der (den) zu untersuchenden Verbindung(en) ausgesetzt wurden, kann die signifikante biologische Änderung, welche durch die Exposition bewirkt wurde, in jeder geeigneten Weise visuell oder nicht-visuell gemessen/beobachtet werden, je nach der (den) zu bestimmenden phenotypischen, physiologischen, verhaltensmäßigen und/oder biochemischen Eigen schaft(en). Geeignete Methoden sind dem Fachmann bekannt; es wird auf die vorstehend erwähnten C. elegans-Handbücher und die Anmeldungen des Anmelders sowie auf die nachstehende Beschreibung verwiesen.Once the roundworms have been exposed to the compound (s) to be tested, the significant biological change caused by the exposure may be measured / observed in any suitable manner visually or non-visually, as the case may be determining phenotypic, physiological, behavioral and / or biochemical property (s). Suitable methods are known to the skilled person; reference is made to the aforementioned C. elegans manuals and applicant's applications and to the description below.
Änderungen der neuronalen Funktion können beispielsweise mittels EPG und/oder IFR bestimmt werden. Änderungen in der Rate des Pharynxpumpens können visuell durch Zählen der Zahl von Pharynxkontraktionen ("Pumpbewegungen") über die Zeit mit einem Mikroskop und einer Stoppuhr bestimmt werden. Änderungen im Trinken können gemessen werden, indem die Aufnahme eines fluoreszierenden Markers, wie beispielsweise Calcein-AM, über die Zeit bestimmt wird, wie in der internationalen Anmeldung PCT/IB00/00575 (WO 00/63427) des Anmelders beschrieben ist; dort sind auch Methoden zur Bestimmung der Bewegung, der Eiablage und der Defäkation beschrieben.amendments of neural function For example, be determined by means of EPG and / or IFR. amendments in the rate of pharyngeal pumping can visually by counting the number of pharyngeal contractions ("pumping movements") the time can be determined with a microscope and a stopwatch. amendments in the drink can be measured by recording a fluorescent marker, such as Calcein-AM, over the time is determined as described in International Application PCT / IB00 / 00575 (WO 00/63427) of the applicant; there are also methods for the determination of movement, oviposition and defecation.
Die so gemessenen/bestimmten signifikanten biologischen Änderungen weisen auf die Interaktion der Verbindung mit dem Kv4-Kanal hin, und sind vorzugsweise ein Maß dafür, und erlauben daher die Identifikation von Verbindung(en), die mit dem Kv4-Kanal interagieren, oder die Bestimmung der Interaktion einer Verbindung mit dem Kv4-Kanal.The thus measured / determined significant biological changes indicate the interaction of the compound with the Kv4 channel, and are preferably a measure of, and allow therefore, the identification of compound (s) associated with the Kv4 channel interact, or determining the interaction of a compound with the Kv4 channel.
Erfindungsgemäß können folgende Verbindung(en) untersucht werden: in einer bevorzugten, aber nicht-beschränkenden Ausführungsform sind dies "kleine Moleküle", hiermit ist allgemein eine Molekulareinheit mit einem Molekulargewicht von weniger als 1.500 gemeint, vorzugsweise weniger als 1.000. Dies kann beispielsweise ein organisches, anorganisches oder organometallisches Molekül sein, welches auch in Form eines geeigneten Salzes vorliegen kann, wie ein wasserlösliches Salz; es kann auch als komplexe Chelat- und/oder ähnliche Molekulareinheit vorliegen, so lange das (gesamte) Molekulargewicht innerhalb des vorstehend genannten Bereiches liegt.According to the following may Compound (s) to be investigated: in a preferred, but non-limiting embodiment these are "small ones Molecules ", hereby is general a molecular unit having a molecular weight of less than 1,500 meant, preferably less than 1,000. This can be, for example be an organic, inorganic or organometallic molecule, which may also be in the form of a suitable salt, such as a water-soluble Salt; it can also be called complex chelated and / or similar Molecular unit, as long as the (total) molecular weight within the aforementioned range.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein derartiges "kleines Molekül" in Übereinstimmung mit und/oder nach den Kriterien von mindestens einer, vorzugsweise mindestens zwei, insbesondere bevorzugt mindestens drei, bis hin zu allen der sogenannten Lipinski-Regeln zur Vorhersage der Arzneimittelwahrscheinlichkeit entworfen (siehe Lipinski et al., Advanced Drug Delivery Reviews 23 (1997), Seiten 3-25). Wie auf dem Gebiet bekannt ist, sind kleine Moleküle, welche diese Kriterien erfüllen, besonders geeignet (als Ausgangspunkte) zur Konstruktion und/oder Entwicklung von Arzneimitteln für die menschliche Verwendung, und können beispielsweise als Ausgangspunkte in der "Hits-to-Leads"-Chemie dienen, und/oder als Ausgangspunkte für die Leit-Entwicklung (wo die erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls angewendet werden können).In a preferred embodiment will such a "small Molecule "in agreement with and / or according to the criteria of at least one, preferably at least two, more preferably at least three, up to to all of the so-called Lipinski rules for predicting the drug likelihood (see Lipinski et al., Advanced Drug Delivery Reviews 23 (1997), pages 3-25). As is known in the field, are small molecules which meet these criteria, particularly suitable (as starting points) for construction and / or Development of medicines for human use, and can be used as starting points, for example serve in "hits-to-leads" chemistry, and / or as starting points for the lead development (where the inventive method also applied can be).
Für diese Zwecke berücksichtigt die Konstruktion der kleinen Moleküle (sowie die Konstruktion von Bibliotheken, die aus solchen kleinen Molekülen bestehen) auch die Anwesenheit von Pharmacophor-Punkten, beispielsweise nach den Verfahren, beschrieben von I. Muegge et al., J. Med. Chem. 44, 12 (2001), Seiten 1-6, und den darin zitierten Dokumenten.For this Purposes considered the construction of small molecules (as well as the construction libraries that consist of such small molecules) also the presence of pharmacophore points, for example according to the methods Muegge et al., J.Med.Chem. 44, 12 (2001), pp. 1-6, and the documents cited therein.
Der Ausdruck "kleines Peptid" umfasst allgemein (Oligo)Peptide, die zwischen 2 und 35, beispielsweise zwischen 3 und 25 Aminosäuren umfassen (z.B. in einer oder mehreren verbundenen Ketten, und vorzugsweise in einer einzigen Kette). Es ist ersichtlich, dass einige dieser kleinen Peptide auch von dem Ausdruck kleines Molekül, wie er hier verwendet wird, umfasst sind, abhängig von ihrem Molekulargewicht.Of the Expression "small Peptide " generally (oligo) peptides that are between 2 and 35, for example between 3 and 25 amino acids include (e.g., in one or more linked chains, and preferably in a single chain). It can be seen that some of these small peptides also from the term small molecule, like him used herein are, depending on their molecular weight.
In einer bevorzugten, aber nicht-beschränkenden Ausführungsform wird die Erfindung verwendet, um eine Gruppe oder Bibliothek von (verwandten oder ansonsten nicht verwandten) kleinen Molekülen, beispielsweise eine standardmäßige "Robustheitsgruppe" (robustness set), eine primäre Screening-Bibliothek (beispielsweise von anders nicht verwandten Verbindungen), eine kombinierte Bibliothek, eine Reihe von nahe verwandten chemischen Analogen und/oder eine Gruppe von bekannten Blockern und/oder Öffnern für andere Innenkanäle (wie eine Gruppe bekannter Blocker oder Öffner für andere (spannungsabhängige) Kaliumkanäle); usw. zu screenen. Solche Gruppen oder Bibliotheken sind dem Fachmann ersichtlich, und können beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, im Handel erhältliche chemische Bibliotheken, wie die verschiedenen von Tocris Cookson, Bristol, GB, erhältlichen Bibliotheken, umfassen.In a preferred, but non-limiting embodiment For example, the invention is used to construct a group or library of (related or otherwise unrelated) small molecules, for example a standard "robustness set", a primary one Screening library (for example, unrelated otherwise Connections), a combined library, a number of closely related chemical analogs and / or a group of known blockers and / or openers for other indoor channels (like a group of known blockers or openers for other (voltage dependent) potassium channels); etc. to screen. Such groups or libraries are those skilled in the art can and can be seen For example, but not limited to, commercially available chemical libraries, such as the various of Tocris Cookson, Bristol, GB available Libraries include.
Dem Fachmann ist ersichtlich, dass es für das Screenen von Gruppen und/oder Bibliotheken von Verbindungen häufig bevorzugt ist, das erfindungsgemäße Verfahren mit mittlerem bis hohem Durchsatz auszuführen. Dafür werden die erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt automatisiert durchgeführt (d.h. unter Verwendung geeigneter Maschinen), und/oder in einem geeigneten Mehrlochplatten-Format, wie Standardplatten mit 6, 24, 48, 96, 384, 1536, oder 3072 Vertiefungen, (wobei jede Vertiefung einer Mehrlochplatte eine getrennte Probe von Würmern enthalten kann). Es wird inter alia auf die vorstehend erwähnten Anmeldungen des Anmelders Bezug genommen – und insbesondere auf die internationale Anmeldung PCT/IB00/00575 (WO 00/63427) – die nicht nur automatisierte Verfahren mit mittlerem bis hohem Durchsatz zur Kultivierung, Haltung und zum Screenen von Fadenwürmern in Mehrlochplatten beschreiben – sondern auch automatisierte, nicht-visuelle Verfahren zur Messung von (Änderungen der) phenotypischen, physiologischen, verhaltensmäßigen und/oder biochemischen Eigenschaften von Fadenwürmern (wie beispielsweise Trinken, Bewegung, Defäkation und Eiablage), welche erfindungsgemäß als "signifikante biologische Änderung" verwendet werden können.It will be appreciated by those skilled in the art that for the screening of groups and / or libraries of compounds, it is often preferred to carry out the method of the invention at medium to high throughput. For this, the inventive methods are preferably carried out automatically (ie using suitable machines), and / or in a suitable multi-well plate format, such as standard plates with 6, 24, 48, 96, 384, 1536, or 3072 wells (each well being a Multi-well plate may contain a separate sample of worms). Reference is made, inter alia, to the above-mentioned applications of the Applicant - and more particularly International Application PCT / IB00 / 00575 (WO 00/63427) - describing not only automated, medium to high throughput methods for cultivating, maintaining and screening roundworms in multi-well plates - but also automated, non-visual methods for measuring (changes in) phenotypic, physiological, behavioral and / or or biochemical properties of roundworms (such as drinking, agitation, defecation and oviposition) which may be used in accordance with the invention as a "significant biological change".
In den erfindungsgemäßen Verfahren wird jede individuelle Probe von Fadenwürmern allgemein einer einzigen zu unter suchenden Verbindung bei einer einzigen Konzentration ausgesetzt; wobei unterschiedliche Proben entweder zwei oder mehreren unterschiedlichen zu untersuchenden Verbindungen ausgesetzt werden; zwei unterschiedlichen Konzentrationen der gleichen Verbindung (z.B. um eine Dosis-Antwort-Kurve für diese Verbindung zu erstellen), oder einer Kombination davon.In the inventive method each individual sample of roundworms is generally a single one exposed to compound under study at a single concentration; where different samples are either two or more different be exposed to compounds under investigation; two different ones Concentrations of the same compound (e.g., a dose-response curve for this Make a connection), or a combination of them.
Die Erfindung umfasst auch, dass (eine Probe von) Fadenwürmer(n) zwei oder mehreren Verbindungen ausgesetzt wird (werden) – zur im Wesentlichen gleichen Zeit oder nacheinander (z.B. mit einem zwischengeschalteten Waschschritt) – um beispielsweise zu bestimmen, ob die beiden Verbindungen den selben oder einen unterschiedlichen Effekt zu den beiden einzelnen Verbindungen aufweisen (z.B. ob sie einen synergistischen Effekt bereitstellen, oder einen inhibitorischen oder kompetitiven Effekt). Weiterhin können die erfindungsgemäßen Verfahren auch die Verwendung von einer oder mehreren Referenzproben umfassen, z.B. Proben ohne die Anwesenheit jeglicher Verbindung(en), und/oder in Anwesenheit einer bestimmten Menge einer bekannten Referenzverbindung. Der erfindungsgemäße Rahmen umfasst auch die Verwendung von zwei oder mehreren Proben von Fadenwürmern unterschiedlicher Stämme (wie beispielsweise von zwei unterschiedlichen Stämmen, die Kv4-Kanäle exprimieren, und/oder Referenzstämmen, die keinen Kv4-Kanal exprimieren, wie vorstehend erwähnt), z.B. um den Effekt der zu testenden Verbindung(en) auf diese unterschiedlichen Stämme zu vergleichen.The Invention also includes that (a sample of) nematode worm (s) two or more connections are (are) exposed to - in the Essentially the same time or sequentially (e.g., with an intermediary Washing step) - to For example, to determine whether the two compounds the same or a different effect to the two individual compounds (for example, whether they provide a synergistic effect, or an inhibitory or competitive effect). Farther can the methods of the invention include the use of one or more reference samples, e.g. Samples without the presence of any compound (s), and / or in the presence of a certain amount of a known reference compound. The frame according to the invention also includes the use of two or more samples of roundworms of different strains (such as from two different strains, the Kv4 channels express, and / or reference strains, which do not express Kv4 channel as mentioned above), e.g. the effect of the compound (s) being tested on these different ones strains to compare.
Aus dem Vorstehend ist dem Fachmann ersichtlich, dass das (die) vorstehend beschriebenen Verfahren gewöhnlich mittels eines Assays oder eines Screens durchgeführt werden, und diese Assays und Screens sind weitere erfindungsgemäße Aspekte.Out It will be apparent to those skilled in the art above that the above usually described procedures by means of an assay or a screen, and these assays and screens are further aspects of the invention.
Für Zwecke der vorliegenden Offenbarung sind "Agonisten" des Kv4-Kanals allgemein definiert als Verbindungen, welche den Fluss von Kaliumionen durch den Kv4-Kanal steigern, während "Antagonisten" des Kv4-Kanals als Verbindungen definiert sind, welche der Fluss von Kaliumionen durch den Kv4-Kanal vermindern. Diesbezüglich sei angemerkt, dass "Blocker" des Kv4-Kanals als Agonist und/oder als Antagonist des Kv4-Kanals wirken können (hauptsächlich abhängig davon, ob die Verbindung das Öffnen oder das Schließen des Kv4-Kanals beeinflusst), während "Öffner" des Kv4-Kanals gewöhnlich Agonisten sind.For purposes In the present disclosure, "agonists" of the Kv4 channel are broadly defined as compounds that control the flow of potassium ions through the Kv4 channel increase, while "antagonists" of the Kv4 channel as Compounds are defined which control the flow of potassium ions through reduce the Kv4 channel. In this regard, it should be noted that "blocker" of the Kv4 channel as an agonist and / or as an antagonist of the Kv4 channel (mainly depending on whether the connection is opening or closing the Kv4 channel), while "openers" of the Kv4 channel are usually agonists.
Beispielsweise können Agonisten und Antagonisten im Allgemeinen die nachstehende(n) nicht-beschränkende(n) signifikante(n) biologische(n) Änderung(en) auf hKv4-exprimierende Stämme bereitstellen und dadurch identifiziert werden:For example can Agonists and antagonists in general the following non-limiting (s) significant biological change (s) on hKv4-expressing strains provide and thereby be identified:
TABELLE 3 TABLE 3
Nur zur Veranschaulichung wurde unter Verwendung der erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise gefunden, dass 4-Aminopyridin, eine Verbindung, die als allgemeiner Antagonist von (spannungsabhängigen) Kaliumkanälen bekannt ist, die nachstehenden signifikanten biologischen Änderungen in den nachstehenden hKv4.3-exprimierenden Fadenwürmern (bei den angegebenen Konzentrationen und Kontaktzeiten) liefert:Just for illustration, using the methods of the invention for example, found that 4-aminopyridine, a compound that acts as a general antagonist of (voltage-dependent) potassium channels is known, the following significant biological changes in the following hKv4.3-expressing roundworms (in the specified concentrations and contact times):
TABELLE 4 TABLE 4
Auf dem Gebiet der Pharmazie und/oder der Veterinärmedizin kann die Erfindung verwendet werden, um Verbindungen zu identifizieren und zu entwickeln, die auf den nachstehenden Krankheitsgebieten brauchbar sind (d.h. bei der Herstellung von Zubereitungen zur Prävention, Behandlung und/oder zum Heilen der angegebenen Krankheiten/Zustände):
- – Herzkrankheiten, wie beispielsweise: Arrhythmie, Tachykardie und kongestives Herzversagen;
- – Krankheiten des Nervensystems, wie beispielsweise: Epilepsie, Schlaganfall, Hirntrauma, Angstzustände, Schlaflosigkeit, Alzheimer'sche Krankheit und Parkinson-Syndrom.
- - heart disease, such as: arrhythmia, tachycardia and congestive heart failure;
- - Diseases of the nervous system, such as: epilepsy, stroke, brain trauma, anxiety, insomnia, Alzheimer's disease and Parkinson's syndrome.
Weitere Krankheitsbereiche, bei denen die Verbindungen brauchbar sein können, sind Bluthochdruck und Harninkontinenz.Further Disease areas where the compounds may be useful are Hypertension and urinary incontinence.
Es wird erwartet, dass für eine pharmazeutische Anwendung Öffner des Kv4-Kanals, die unter Verwendung der Erfindung identifiziert/entwickelt werden, von besonderer Bedeutung sein werden.It is expected for a pharmaceutical application opener of the Kv4 channel identified / developed using the invention will be of particular importance.
Für eine pharmazeutische Anwendung können die Verbindungen als freie Säure oder Base, und/oder als pharmazeutisch akzeptables Säureadditions- und/oder Basenadditions-Salz verwendet werden (z.B, erhalten mit nichttoxischer organischer oder anorganischer Säure oder Base), als Hydrat, Solvat und/oder Komplex, und/oder als Arzneimittel-Vorläufer, beispielsweise als Ester. Derartige Salze, Hydrate, Solvate, usw. und ihre Herstellung sind dem Fachmann bekannt; es wird beispielsweise auf die in der US-A-6,372,778, US-A-6,369,086 und US-6,369,067 beschriebenen Salze, Hydrate, Solvate usw. verwiesen.For a pharmaceutical Application can the compounds as the free acid or base, and / or as a pharmaceutically acceptable acid addition and / or base addition salt (e.g., obtained with non-toxic organic or inorganic acid or base), as a hydrate, Solvate and / or complex, and / or as a prodrug, for example as an ester. Such salts, hydrates, solvates, etc. and their preparation are known in the art; For example, it is referred to in the Salts described in US-A-6,372,778, US-A-6,369,086 and US-6,369,067, Hydrates, solvates, etc.
Im Allgemeinen können für eine pharmazeutische Verwendung die Verbindungen als pharmazeutische Zubereitung, enthaltend mindestens eine erfindungsgemäße Verbindung und mindestens einen pharmazeutisch akzeptablen Träger, ein Lösungsmittel oder einen Excipienten und/oder ein Adjuvans, und wahlweise ein oder mehrere weitere pharmazeutisch aktive Verbindungen, formuliert werden. Als nicht-beschränkende Beispiele kann eine solche Formulierung in geeigneter Form zur oralen Verabreichung, zur parenteralen Verabreichung (wie beispielsweise intravenöse, intramuskuläre oder subcutane Injektion oder als intravenöse Infusion), zur topischen Verabreichung, zur Verabreichung als Inhalation, als Hautpflaster, als Implantat, als Zäpfchen usw. vorliegen. Geeignete Verabreichungsformen – je nach Art der Verabreichung können diese eine feste, halbfeste oder flüssige Form haben – sowie Verfahren und Träger zur Verwendung bei deren Her stellung sind dem Fachmann bekannt; es wird wiederum beispielsweise auf die US-A-6,372,778, US-A-6,369,086 und US-6,369,067 verwiesen.in the Generally can for one pharmaceutical use the compounds as a pharmaceutical preparation, containing at least one compound of the invention and at least a pharmaceutically acceptable carrier, solvent or excipient and / or an adjuvant, and optionally one or more further pharmaceutically active compounds. As non-limiting examples such formulation may be suitably administered for oral administration, for parenteral administration (such as intravenous, intramuscular or subcutaneous injection or as intravenous infusion), for topical Administration, for administration as an inhalation, as a skin patch, as an implant, as a suppository etc. are available. Suitable administration forms - depending on the mode of administration can these have a solid, semi-solid or liquid form - as well Method and carrier for use in their manufacture are known in the art; again, for example, US-A-6,372,778, US-A-6,369,086 and US 6,369,067.
Die pharmazeutischen Zubereitungen liegen vorzugsweise in einer Dosiseinheitsform vor, und können geeignet verpackt sein, beispielsweise in einer Schachtel, einem Blister, einer Phiole, einer Flasche, einem Beutel, einer Ampulle oder in jedem anderen geeigneten Behälter oder Container (der entsprechend beschriftet werden kann) wahlweise mit einem oder mehreren Faltblättern, die Produktinformationen und/oder Anwendungshinweise enthalten. Im Allgemeinen umfassen diese Dosiseinheiten zwischen 1 und 500 mg mindestens einer erfindungsgemäßen Verbindung, z.B. etwa 10, 25, 50, 100, 200, 500 oder 1.000 mg je Dosiseinheit.The Pharmaceutical preparations are preferably in unit dosage form before, and may be suitable be packaged, for example in a box, a blister, a vial, a bottle, a bag, an ampoule or in any other suitable container or container (which can be labeled accordingly) optionally with one or more leaflets, contain the product information and / or instructions for use. In general, these dosage units comprise between 1 and 500 mg of at least one compound of the invention, e.g. about 10, 25, 50, 100, 200, 500 or 1,000 mg per dose unit.
Zur pharmazeutischen Anwendung wird allgemein mindestens eine Verbindung in einer Menge zwischen 0,01 und 150 mg/kg Körpergewicht pro Tag dem Patienten verabreicht, verteilt über eine oder mehrere Dosen pro Tag. Die zu verabreichende(n) Menge(n) und das weitere Behandlungsschema wird von dem behandelnden Arzt bestimmt, in Abhängigkeit von Faktoren wie Alter, Geschlecht und Allgemeinzustand des Patienten und der Art und Schwere der zu behandelnden Erkrankung/Symptome.to Pharmaceutical use is generally at least one compound in an amount between 0.01 and 150 mg / kg of body weight per day to the patient administered, distributed over one or more doses per day. The quantity (s) to be administered and the further treatment regimen will be provided by the attending physician determined, depending of factors such as age, gender and general condition of the patient and the nature and severity of the disease / symptoms to be treated.
Auf dem Gebiet der Agrochemie kann die Erfindung verwendet werden, um Verbindungen zu identifizieren, die als Pestizide, Insektizide, Nematozide und/oder Biozide oder als Pflanzenschutzmittel geeignet sind. Beispielsweise können die Verbindungen zur Bekämpfung der in der US-A-6,372,774 aufgelisteten Spezies verwendet werden. Hierfür können die Verbindungen (oder ein geeignetes Salz, Hydrat oder Ester davon) mit einem oder mehreren agrochemisch akzeptablen Träger in geeigneter Weise formuliert werden, um eine geeignete Formulierung für eine agrochemische Anwendung bereitzustellen, wie dem Fachmann bekannt ist (es wird beispielsweise auf die in der US-A-6,372,774 beschriebenen Formulierungen und Verwendungen verwiesen).On In the field of agrochemicals, the invention can be used to Identify compounds known as pesticides, insecticides, Nematozide and / or biocides or as pesticides are suitable. For example, you can the compounds to combat of the species listed in US-A-6,372,774. Therefor can the compounds (or a suitable salt, hydrate or ester thereof) suitably formulated with one or more agrochemically acceptable carriers be an appropriate formulation for an agrochemical application as is known to those skilled in the art (for example to the formulations and uses described in US-A-6,372,774 referenced).
Die Verbindungen und Zusammensetzungen können auch auf dem Gebiet der Tiermedizin verwendet werden, entweder um Krankheiten (wie beispielsweise die vorstehend erwähnten) bei Tieren (z.B. Säugetieren) zu behandeln, und/oder um den Befall durch Parasiten oder anderen schädlichen Organismen bei Tieren (z.B. bei Säugetieren) zu bekämpfen oder zu verhindern. Formulierungen von erfindungsgemäßen Verbindungen, die für diese Zwecke geeignet sind, sind dem Fachmann ebenfalls bekannt es wird beispielsweise auf die US-A-6,372,774 verwiesen).The Compounds and compositions may also be used in the field of Veterinary medicine can be used either to treat diseases (such as the above) in animals (e.g., mammals) to treat, and / or attack by parasites or others harmful Organisms in animals (e.g., mammals) or to prevent. Formulations of compounds of the invention suitable for these Aims are also known to those skilled in the art for example, see US-A-6,372,774).
Die Erfindung wird nun durch den nachstehenden, nicht-beschränkenden experimentellen Teil und die nichtbeschränkenden Figuren weiter erläutert, wobei:The Invention will now be described by the following non-limiting experimental part and the non-limiting figures, wherein:
EXPERIMENTELLER TEILEXPERIMENTAL PART
Eine vollständige WT hKv4.3 kodierende cDNA wurde aus einer cDNA-Bibliothek aus humanem Gehirn geklont. Sofern nicht anders angegeben, wurde alle Klonschritte unter Verwendung von Standard-Verfahren durchgeführt, d.h. wie von den Herstellern der verwendeten Reagentien/Testkits bereitgestellt, und/oder wie beschrieben in Ausubel et al. und/oder Sambrook et al., vorstehend. Ein anti-humaner Kv4.3 Kaninchen-Antikörper war P 0358, bezogen von Sigma (St. Louis, Missouri, USA). Ein anti-Kaninchen IgG Cy3-Konjugat war C 2306, gleichfalls bezogen von Sigma (St. Louis, Missouri, USA).A full WT hKv4.3 coding cDNA was isolated from a human cDNA library Brain cloned. Unless otherwise stated, all cloning steps were used performed using standard methods, i. as from the manufacturers provided reagents / test kits, and / or how described in Ausubel et al. and / or Sambrook et al., supra. An anti-human Kv4.3 rabbit antibody was P 0358, derived from Sigma (St. Louis, Missouri, USA). An anti-rabbit IgG Cy3 conjugate was C 2306, also purchased from Sigma (St. Louis, Missouri, USA).
Beispiel I:Example I:
Klonen einer WT hKv4.3 vollständiger Länge kodierenden cDNACloning a WT hKv4.3 complete Length coding cDNA
In einer 20 μl-Reaktion wurde unter Verwendung von Advantage®-GC 2 PCR (Clontech, Palo Alto, CA, USA) gemäß den Angaben des Herstellers eine PCR durchgeführt, mit der spezifischen Primer-Kombination oGV 1/oGV4 und 1, μl Marathon-ReadyTM cDNA aus humanem Gehirn (Clontech). Die PCR-Bedingungen waren wie nachstehend: anfänglicher Denaturierungssehritt bei 95°C für 1 Minute, gefolgt von 20 Zyklen PCR (15'' bei 95°C, 3' bei 68°C), gefolgt von 20 Zyklen PCR (95°C für 15'', bei 68°C für 3' (+5''/cyclr)).In a 20 ul reaction, a PCR was performed using Advantage ® -GC 2 PCR (Clontech, Palo Alto, CA, USA) according to the manufacturer's performed with the specific primer combination OGV 1 / oGV4 and 1, ul Marathon -Ready ™ human brain cDNA (Clontech). The PCR conditions were as follows: initial denaturation at 95 ° C for 1 minute, followed by 20 cycles of PCR (15 "at 95 ° C, 3 'at 68 ° C) followed by 20 cycles of PCR (95 ° C for 15 ", at 68 ° C for 3 '(+5" / cyclr)).
Die erhaltenen PCR-Produkte wurden mittels Agarosegel-Elektrophorese analysiert und interessante DNA wurde isoliert und mit TA-Klonen in den pCR-XL-TOPO-Vektor (Invitrogen) geklont. Nach Bereitstellung geeigneter Restriktionsstellen wurde eine cDNA vollständiger Länge des WT hKv4.3 cDNA konstruiert (siehe SEQ ID Nr. 4, wobei die entsprechende Aminosäuresequenz in SEQ ID Nr. 5 gezeigt ist).The obtained PCR products were analyzed by agarose gel electrophoresis analyzed and interesting DNA was isolated and with TA clones cloned into the pCR-XL-TOPO vector (Invitrogen). After provision of appropriate Restriction sites were constructed a full-length cDNA of the WT hKv4.3 cDNA (see SEQ ID NO: 4, wherein the corresponding amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5).
Das
erhaltene Plasmid wurde mit pGV7 bezeichnet (unter Verwendung der
Primer Kombination oGV1 [SEQ ID Nr. 1]/oGV4 [SEQ ID Nr. 2]).
oGV1:
AGGGGTTTGCTGAACTAACTCCAAGCTGG
oGV4: TTCATTCCCCACTACCCRCTCTGGCCCTCTGTCC The resulting plasmid was designated pGV7 (using the primer combination oGV1 [SEQ ID NO: 1] / oGV4 [SEQ ID NO: 2]).
oGV1: AGGGGTTTGCTGAACTAACTCCAAGCTGG
oGV4: TTCATTCCCCACTACCCRCTCTGGCCCTCTGTCC
Beispiel II:Example II:
Klonen der WT hKv4.3 cDNA im C. elegans Myo-2 ExpressionsvektorCloning of the WT hKv4.3 cDNA in the C. elegans Myo-2 expression vector
Es
wurde ein 2172bp Spe1/Xba1-Fragment von pGV7 isoliert, gereinigt
und in die Nhe1 Klonierungsstelle des Expressionsvektors pDW2700
(schematisch in
Das erhaltene Plasmid wurde mit pGV8 bezeichnet.The obtained plasmid was designated pGV8.
Beispiel III: Transformation einer C. elegans pha-1 Mutante mit einer den humanen Kv4.3 kodierenden SequenzExample III: Transformation a C. elegans pha-1 mutant with a human Kv4.3 coding sequence
Der C. elegans Stamm pha-1(e2123ts)ITI, erhalten von CGC (CGC Stamm GE24) wurde mit einer Mischung, enthaltend 5 ng/μl Plasmid pGV8 (Beispiel II), 20 ng/μl GFP-Marker (pDW2821) und 5 ng/μl pBX Rescue-Fragment des pha-1 Phänotyps, ergänzt mit genomischer C. elegans DNA (Sau3A-verdaut), in die Gonade injiziert, um eine komplexe Anordnung zu bilden (Kelly, Xu und Fire, Worm Breeders Gazette 14(1):64 (1. Oktober 1995)). Die Injektion wurde gemäß dem in I.A. Hope, vorstehend, beschriebenen Standard-Protokoll durchgeführt.Of the C. elegans strain pha-1 (e2123ts) ITI, obtained from CGC (CGC strain GE24) was mixed with a mixture containing 5 ng / μl plasmid pGV8 (Example II), 20 ng / μl GFP marker (pDW2821) and 5 ng / μl pBX rescue fragment of the pha-1 phenotype, added with genomic C. elegans DNA (Sau3A digested), injected into the gonad, to form a complex arrangement (Kelly, Xu and Fire, Worm Breeders Gazette 14 (1): 64 (1 October 1995)). The injection was performed according to the in I. A. Hope, supra, described standard protocol.
Die so erhaltenen F1-Fadenwürmer wurden auf erfolgreiche Transformation mit dem pGV8-Plasmid und der Expression des hKv4.3-Kanals unter Verwendung des GFP-Markers ausgewählt. Der so erhaltene hKv4.3 exprimierende pha-1 Stamm wurde als Stamm UG1598 bezeichnet und wurde am 25. April 2002 beim BCCM unter der Zugangsnummer LMBP 5851 CB hinterlegt.The thus obtained F1 threadworms were successful on transformation with the pGV8 plasmid and the expression of the hKv4.3 channel using the GFP marker selected. The hKv4.3 expressing pha-1 strain thus obtained was used as a strain UG1598 and was on 25 April 2002 at the BCCM under the Access number LMBP 5851 CB deposited.
Die
Expression des hKv4.3-Kanals im Pharynxmuskel wurde durch fluoreszierende
Immunohistochemie unter Verwendung des "whole mount"-Verfahrens, im Wesentlichen wie beschrieben
bei Steinbusch et al., Acta Histochem S35;85-106 (1998) bestä tigt, wobei
anti-humaner Kv4.3 Kaninchen-Antikörper P 0358 (1/10-Verdünnung) als
primärer
Antikörper
und Anti-Kaninchen IgG Cy3 Konjugat C2306 (1/1.000-Verdünnung) als
sekundärer
Antikörper
verwendet wurde (siehe
Beispiel IV: Transformation einer C. elegans exp-2 Mutante mit einer humanen Kv4.3 exprimierenden SequenzExample IV: Transformation a C. elegans exp-2 mutant expressing a human Kv4.3 sequence
Der C. elegangs Stamm exp-2(sa26ad1426)V, erhalten von CGC (CGC Stamm DA 1426) wurde einer Mischung, enthaltend 0,1 ng/μl Plasmid pGV8 (Beispiel II), 20 ng/μl GFP-Marker (pDW2821), Fhänotyp, ergänzt mit genomischer C. elegans DNA (Sau3A-verdaut), in die Gonade injiziert, um eine komplexe Anordnung zu bilden (Kelly, Xu und Fire, Worm Breeders Gazette 14(1):64 (1. Oktober 1995)). Die Injektion wurde gemäß dem in I.A. Hope, vorstehend, beschriebenen Standard-Protokoll durchgeführt.Of the C. elegang's strain exp-2 (sa26ad1426) V, obtained from CGC (CGC strain DA 1426) was added to a mixture containing 0.1 ng / μl of plasmid pGV8 (Example II), 20 ng / μl GFP marker (pDW2821), phenotype, added with genomic C. elegans DNA (Sau3A digested), injected into the gonad, to form a complex arrangement (Kelly, Xu and Fire, Worm Breeders Gazette 14 (1): 64 (1 October 1995)). The injection was performed according to the in I. A. Hope, supra, described standard protocol.
Die so erhaltenen F1-Fadenwürmer wurden auf erfolgreiche Transformation mit dem pGV8-Plasmid und der Expression des hKv4.3-Kanals unter Verwendung des GFP-Markers ausgewählt. Der so erhaltene hKv4.3 exprimierende exp-2 Stamm wurde als Stamm UG1611 bezeichnet und wurde am 25. April 2002 beim BCCM unter der Zugangsnummer LMBP 5852CB hinterlegt.The thus obtained F1 threadworms were successful on transformation with the pGV8 plasmid and the expression of the hKv4.3 channel using the GFP marker selected. The hKv4.3 expressing exp-2 strain thus obtained was used as a strain UG1611 and was on April 25, 2002 at the BCCM under the Access number LMBP 5852CB deposited.
Die
Expression des hKv4.3-Kanals im Pharynxmuskel wurde durch fluoreszierende
Immunohistochemie unter Verwendung des "whole mount"-Verfahrens, im Wesentlichen wie beschrieben
bei Steinbusch et al., Acta Histochem S35;85-106 (1998) bestätigt, wobei
anti-humaner Kv4.3 Kaninchen-Antikörper P 0358 (1/10-Verdünnung) als
primärer
Antikörper
und Anti-Kaninchen IgG Cy3 Konjugat C2306 (1/1.000-Verdünnung) als
sekundärer
Antikörper
verwendet wurde (siehe
Beispiel V: Einfluss der hKv4.3-Expression auf das Pharnyxpumpen bei einem C. elegans pha-1 StammExample V: Influence of hKv4.3 expression on pharnyx pumping in a C. elegans pha-1 tribe
Der hKv4.3 exprimierende C. elegans Stamm UG 1598 (Beispiel III) wurde bezüglich der Rate des Pharynxpumpens untersucht. Als Vergleich diente ein N2-Hintergrund.Of the hKv4.3 expressing C. elegans strain UG 1598 (Example III) in terms of the rate of pharyngeal pumping. As a comparison served N2 background.
Die Fadenwürmer wurden bis zum L4-Stadium auf Agarplatten kultiviert, und anschließend über Nacht bei 20°C, um das Adultstadium zu erreichen. Die Anzahl der Pharynx-"Pumpbewegungen" (Kontraktionen) je 30 Sekunden wurden visuell unter Verwendung einer Stoppuhr bestimmt.The nematodes were cultured on agar plates until the L4 stage, and then overnight 20 ° C to to reach the adult stage. The number of pharyngeal "pumping movements" (contractions) each 30 seconds was determined visually using a stopwatch.
Die
Ergebnisse sind in
Beispiel VI: Einfluss von 4-Aminopyridin auf das Pharynxpumpen in einem hKv4.3 exprimierenden pha-1 StammExample VI: Influence of 4-aminopyridine on the pharynx pump in an hKv4.3 expressing pha-1 strain
Der Einfluss von 4-Aminopyridin, eines bekannten allgemeinen Antagonisten des spannungsabhängigen Kaliumkanals, auf die Rate des Pharynxpumpens bei einem hKv4.3 exprimierenden C. elegans Stamm UG 1598 (Beispiel III) wurde wie nachstehend bestimmt.Of the Influence of 4-aminopyridine, a known general antagonist of the voltage-dependent Potassium channel, at the rate of pharyngeal pumping at a hKv4.3 expressing C. elegans strain UG 1598 (Example III) was determined as follows.
Die Fadenwürmer wurden bis zum L4-Stadium auf Agarplatten kultiviert, und anschließend über Nacht bei 20°C, um das Adultstadium zu erreichen. Die Würmer wurden anschließend auf 0,5 mM 4-Aminopyridin in DMSO enthaltende Agarplatten überführt.The nematodes were cultured on agar plates until the L4 stage, and then overnight 20 ° C to to reach the adult stage. The worms were subsequently on 0.5 mM 4-aminopyridine in DMSO containing agar plates transferred.
Nach 3 Stunden bei 20°C wurde die Anzahl der Pharynx-"Pumpbewegungen" (Kontraktionen) je 30 Sekunden visuell unter Verwendung einer Stoppuhr bestimmt. Als Vergleich wurde der Einfluss von 4-Aminopyridin auf einen N2-Hintergrund in grundsätzlich der gleichen Weise bestimmt.To 3 hours at 20 ° C was the number of pharyngeal "pumping movements" (contractions) each 30 seconds visually determined using a stopwatch. As a comparison, the influence of 4-aminopyridine on an N2 background was shown in principle determined in the same way.
Die
Ergebnisse sind in
Beispiel VII: Einfluss der hKv4.3-Expression auf das Pharynxpumpen bei einem C. elegans exp-2 StammExample VII: Influence of hKv4.3 expression on pharyngeal pumping in a C. elegans exp-2 strain
Der hKv4.3 exprimierende C. elegans Stamm UG 1611 (Beispiel V) wurde bezüglich der Rate des Pharynxpumpens untersucht. Als Vergleich diente ein ursprünglicher exp-2-Hintergrund.Of the hKv4.3 expressing C. elegans strain UG 1611 (Example V) in terms of the rate of pharyngeal pumping. As a comparison served original exp-2 background.
Die Fadenwürmer wurden bis zum L4-Stadium auf Agarplatten kultiviert, und anschließend über Nacht bei 20°C, um das Adultstadium zu erreichen. Die Anzahl der Pharynx-"Pumpbewegungen" (Kontraktionen) je 30 Sekunden wurden visuell unter Verwendung einer Stoppuhr bestimmt.The nematodes were cultured on agar plates until the L4 stage, and then overnight 20 ° C to to reach the adult stage. The number of pharyngeal "pumping movements" (contractions) each 30 seconds was determined visually using a stopwatch.
Die
Ergebnisse sind in
Beispiel VIII: Einfluss von 4-Aminopyridin auf das Pharynxpumpen in einem hKv4.3 exprimierenden exp-2 StammExample VIII: Influence of 4-aminopyridine on the pharynx pump in an hKv4.3 expressing exp-2 strain
Der Einfluss von 4-Aminopyridin, eines bekannten allgemeinen Antagonisten des spannungsabhängigen Kaliumkanals, auf die Rate des Pharynxpumpens bei einem hKv4.3 exprimierenden C. elegans Stamm UG 1611 (Beispiel IV) wurde wie nachstehend bestimmt.Of the Influence of 4-aminopyridine, a known general antagonist of the voltage-dependent Potassium channel, at the rate of pharyngeal pumping at a hKv4.3 expressing C. elegans strain UG 1611 (Example IV) was determined as follows.
Die Fadenwürmer wurden bis zum L4-Stadium auf Agarplatten kultiviert, und anschließend über Nacht bei 20°C, um das Adultstadium zu erreichen. Die Würmer wurden anschließend auf 2 mM 4-Aminopyridin in DMSO enthaltende Agarplatten überführt. Nach 3 Stunden bei 20°C wurde die Anzahl der Pharynx-"Pumpbewegungen" (Kontraktionen) je 30 Sekunden visuell unter Verwendung einer Stoppuhr bestimmt. Als Vergleich wurde der Einfluss von 4-Aminopyridin auf einen ursprünglichen exp-2-Hintergrund in grundsätzlich der gleichen Weise bestimmt.The nematodes were cultured on agar plates until the L4 stage, and then overnight 20 ° C to to reach the adult stage. The worms were subsequently on 2 mM 4-aminopyridine in DMSO containing agar plates transferred. To 3 hours at 20 ° C was the number of pharyngeal "pumping movements" (contractions) each 30 seconds visually determined using a stopwatch. As a comparison, the influence of 4-aminopyridine on an original exp-2 background in principle determined in the same way.
Die
Ergebnisse sind in
Beispiel IX: Einfluss der hKv4.3-Expression auf das Trinkverhalten bei einem C. elegans pha-1 StammExample IX: Influence of hKv4.3 expression on drinking behavior in a C. elegans pha-1 strain
Der hKv4.3 exprimierende C. elegans Stamm UG 1598 (Beispiel III) wurde bezüglich des Trinkverhaltens untersucht, indem die Aufnahme über die Zeit des fluoreszierenden Farbstoffes Calcein AM, im Wesentlichen wie beschrieben in Beispielen 2 und 3 der internationalen Anmeldung PCT/IB00/00575 des Anmelders, unter Verwendung einer Platte mit 96 Vertiefungen, enthal tend 100 Fadenwürmer/Vertiefung, bestimmt wurde. Als Vergleich diente N2.Of the hKv4.3 expressing C. elegans strain UG 1598 (Example III) in terms of of drinking behavior by recording over the Time of the fluorescent dye calcein AM, essentially as described in Examples 2 and 3 of the international application PCT / IB00 / 00575 of the applicant, using a plate with 96 wells containing 100 roundworms / well. When Comparison served N2.
Die
Ergebnisse sind in
Beispiel X: Einfluss der hKv4.3-Expression auf das Trinkverhalten bei einem C. elegans exp-2 StammExample X: Influence of hKv4.3 expression on drinking behavior in a C. elegans exp-2 tribe
Der hKv4.3 exprimierende C. elegans Stamm UG 1611 (Beispiel IV) wurde bezüglich des Trinkverhaltens untersucht, indem die Aufnahme über die Zeit des fluoreszierenden Farbstoffes Calcein AM, im Wesentlichen wie beschrieben in Beispielen 2 und 3 der internationalen Anmeldung PCT/IB00/00575 des Anmelders, unter Verwendung einer Platte mit 96 Vertiefungen, enthaltend 100 Fadenwürmer/Vertiefung, bestimmt wurde. Als Vergleich diente der exp-2(sa26as1426)V-Hintergrund.Of the hKv4.3 expressing C. elegans strain UG 1611 (Example IV) in terms of of drinking behavior by recording over the Time of the fluorescent dye calcein AM, essentially as described in Examples 2 and 3 of the international application PCT / IB00 / 00575 of the applicant, using a plate with 96 wells containing 100 roundworms / well. When Comparison was the exp-2 (sa26as1426) V background.
Die
Ergebnisse sind in
Beispiel XI: Einfluss von 4-Aminopyridin auf das Trinkverhalten in einem hKv4.3 exprimierenden exp-2 StammExample XI: Influence of 4-aminopyridine on drinking behavior in an hKv4.3 expressing exp-2 strain
Der Einfluss von 4-Aminopyridin, eines bekannten allgemeinen Antagonisten des spannungsabhängigen Kaliumkanals, auf das Trinkverhalten bei dem hKv4.3 exprimierenden C. elegans Stamm UG 1611 (Beispiel IV) wurde durch Messung der Aufnahme des fluoreszenten Farbstoffs Calcein AM mit und ohne Anwesenheit von 0,3 mM 4-Aminopyridin gemessen, im Wesentlichen wie beschrieben in Beispielen 2 und 3 der internationalen Anmeldung PCT/IB00/00575 des Anmelders.Of the Influence of 4-aminopyridine, a known general antagonist of the voltage-dependent Potassium channel, on the drinking behavior in the hKv4.3 expressing C. elegans strain UG 1611 (Example IV) was determined by measuring uptake of the fluorescent dye calcein AM with and without presence of 0.3 mM 4-aminopyridine, essentially as described in Examples 2 and 3 of the international application PCT / IB00 / 00575 of the applicant.
Die
Ergebnisse sind in
Beispiel XII: Einfluss der hKv4.3-Expression auf das Elektropharyngogramm bei C. elegans N2Example XII: Influence hKv4.3 expression on the electropharyngogram in C. elegans N2
Der C. elegans Stamm N2 wurde mit einer Mischung, enthaltend 5 ng/μl Plasmid pGVB (Beispiel II), 20 ng/μl GFP-Marker (pDW2821) und 5 ng/μl pBX Rescue-Fragment des pha-1 Phänotyps, ergänzt mit genomischer C. elegans DNA (Sau3A-verdaut), in die Gonade injiziert, um eine komplexe Anordnung zu bilden (Kelly, Xu und Fire, Worm Breeders Gazette 14(1):64 (1. Oktober 1995)). Die Injektion wurde gemäß dem in I.A. Hope, vorstehend, beschriebenen Standard-Protokoll durchgeführt.Of the C. elegans strain N2 was mixed with a mixture containing 5 ng / μl of plasmid pGVB (Example II), 20 ng / μl GFP marker (pDW2821) and 5 ng / μl pBX rescue fragment of the pha-1 phenotype, added with genomic C. elegans DNA (Sau3A digested), injected into the gonad, to form a complex arrangement (Kelly, Xu and Fire, Worm Breeders Gazette 14 (1): 64 (1 October 1995)). The injection was performed according to the in I. A. Hope, supra, described standard protocol.
Die so erhaltenen F1-Fadenwürmer wurden auf erfolgreiche Transformation mit dem pGVB-Plasmid und der Expression des hKv4.3-Kanals unter Verwendung des GFP-Markers ausgewählt. Der hKv4.3 exprimierende N2-Stamm wurde als Stamm UG1547 bezeichnet.The thus obtained F1 threadworms were successful in transforming with the pGVB plasmid and the expression of the hKv4.3 channel using the GFP marker selected. The hKv4.3 expressing N2 strain was designated strain UG1547.
Es
wurde ein Elektropharyngogramm des den humanen Kv4.3 exprimierenden
Stammes UG 1547 unter Verwendung eines Axopatch-1D Verstärkers (Axon
instruments) aufgezeichnet, im Wesentlichen wie beschrieben in Raizen
und Avery, vorstehend; dieses ist in
Aus
dem Vergleich des EPG von
Obwohl die Erfindung nicht auf eine spezifische Erklärung oder Hypothese beschränkt wird, wird angenommen, dass diese Reduktion der P-Phase durch den funktionell exprimierten hKv4.3-Kanal vermittelt wird, was zu einem funktionalen Ausstrom von Kaliumionen führt. Dies wird auch durch das nachstehende Beispiel bestätigt.Even though the invention is not limited to a specific explanation or hypothesis, It is believed that this reduction of the P phase by the functional expressed hKv4.3 channel is mediated, resulting in a functional Outflow of potassium ions leads. This is also confirmed by the example below.
Beispiel XIII: Einfluss von 4-Aminopyridin auf das Elektropharyngogramm bei einem hKv4.3 exprimierenden C elegans StammExample XIII: Influence of 4-aminopyridine on the electropharyngogram at hKv4.3 expressing C elegans strain
Der Einfluss von 4-Aminopyridin auf das EPG eines hKv4.3 exprimierenden Stammes wurde unter Verwendung des hKv4.3 exprimierenden pha-1 Stammes UG 1598 von Beispiel III untersucht. Wie in Beispiel VI erwähnt, führt die Exposition des Stammes UG 1598 mit 4-Aminopyridin zu einer Verminderung des Pharynxpumpens.Of the Influence of 4-aminopyridine on the EPG of an hKv4.3 expressing Strain was generated using the hKv4.3-expressing pha-1 strain UG 1598 of Example III. As mentioned in Example VI, the leads Exposure of the strain UG 1598 with 4-aminopyridine to a reduction pharyngeal pumping.
Die EPGs von UG 1598 (unter Verwendung von 4 Pharynxen) wurden aufgezeichnet, im Wesentlichen wie in Beispiel XII beschrieben. Die EPGs von UG 1598 ohne 4-Aminopyridin wurden über einen Zeitraum von 5 Minuten aufgezeichnet, worauf die Pharynxe 215 mM 4-Aminopyridin ausgesetzt wurden, und die EPGs während weiterer 5 Minuten aufgezeichnet wurden. Die EPGs mit und ahne Anwesenheit von 4-Aminopyridin wurden dann miteinander und mit dem EPG des Wildtyps (siehe die in Beispiel XII erwähnten Referenzen) verglichen.The UG 1598 EPGs (using 4 pharynxes) were recorded essentially as described in Example XII. The EPGs of UG 1598 without 4-aminopyridine were over recorded a period of 5 minutes, after which the pharynx 215 mM 4-aminopyridine were exposed, and the EPGs during further 5 minutes were recorded. The EPGs with and without presence of 4-aminopyridine were then combined with each other and with the wild-type EPG (see those mentioned in Example XII References) compared.
Wie erwartet, zeigten die EPGs für UG 1598 Aktionspotentiale (APs) mit einer signifikant reduzierten P-Phase im Vergleich zum Wildtyp, ähnlich der Reduktion der P-Phase in den APs, die für den Stamm UG 1547 in Beispiel XII beobachtet wurde. Die Anzahl der "Kv4.3-ähnlichen" APs und die Anzahl der "normalen" APs während der 5minütigen Aufzeichnungszeit wurden aus den aufgezeichneten EPGs bestimmt/gezählt.As expected, the EPGs showed for UG 1598 Action potentials (APs) with a significantly reduced P-phase similar to the wild type the reduction of P-phase in the APs, for the strain UG 1547 in Example XII was observed. The number of "Kv4.3-like" APs and the number of "normal" APs during the 5 minute Recording time was determined / counted from the recorded EPGs.
Nach Exposition mit 4-Aminopyridin wurde die Anzahl der "Kv4.3-ähnlichen" APs und die Anzahl der "normalen" APs während der 5minütigen Aufzeichnungszeit wiederum aus den aufgezeichneten EPGs bestimmt/gezählt.To Exposure to 4-aminopyridine was the number of "Kv4.3-like" APs and number the "normal" APs during the 5 minute Recording time, in turn, determined / counted from the recorded EPGs.
Nach Exposition mit 4-Aminopyridin wurde im Vergleich zu UG 1598 ohne 4-Aminopyridin eine signifikante Abnahme der relativen Anzahl der "Kv4.3-ähnlichen" APs und eine korrespondierende Zunahme der relativen Anzahl der "normalen" APs beobachtet. Bei einem Experiment erhöhte sich die Anzahl der "normalen" APs während der 5minütigen Aufzeichnungszeit von 14+/–12 vor der Zugabe von 4-Aminopyridin auf 64+/–9 nach der Zugabe von 4-Aminopyridin (die Ergebnisse basieren auf der Aufzeichnung der EPGs von 4 Pharynxen; die gepaarte Student's T-Test-Analyse (un ter Verwendung von Excel-Software) ergibt einen P-Wert von P < 0,0161). Diese Ergebnisse bestätigen unter anderen, dass die Reduktion der P-Phase, wie bei den Kv4.3 exprimierenden Stämmen beobachtet, tatsächlich durch die funktional exprimierten hKv4.3-Proteine bewirkt wird.To Exposure to 4-aminopyridine was as compared to UG 1598 without 4-aminopyridine showed a significant decrease in the relative number of "Kv4.3-like" APs and a corresponding one Increase in the relative number of "normal" APs observed. In an experiment increased the number of "normal" APs during the 5 minute Recording time of 14 +/- 12 before the addition of 4-aminopyridine to 64 +/- 9 after the addition of 4-aminopyridine (The results are based on the recording of the EPGs of 4 pharyngeal cells; the paired student's T-test analysis (using Excel software) gives a P-value of P <0.0161). These results confirm among others, that the reduction of the P phase, as with the Kv4.3 expressing strains observed, indeed caused by the functionally expressed hKv4.3 proteins.
Beispiel XIV: Screenen einer Lerngruppe ZNS-aktiver VerbindungenExample XIV: Screening a study group of CNS-active connections
Ein hKv4.3 exprimierender integrierter C. elegans Stamm unter Kontrolle eines myo-2 Promotors in einem Wildtyp-Hintergrund wurde verwendet, um eine Gruppe von 203 im Handel erhältlichen Verbindungen mit bekannter ZNS-Aktivität zu screenen.One hKv4.3 expressing integrated C. elegans strain under control A myo-2 promoter in a wild-type background was used to create a Group of 203 commercially available Screen compounds with known CNS activity.
Der verwendete Parameter war das Trinkverhalten, gemessen durch die Aufnahme von Calcein AM über die Zeit (siehe Beispiel IX). Der Screen wurde automatisiert mit hohem Durchsatz durchgeführt, wobei etwa 10.000 Datenpunkte/Tag des Screenings gemessen wurden (für eine allgemeine Beschreibung von automatisierten Verfahren mit hohem Durchsatz zur Messung des Trinkverhaltens wird unter anderem auf die WO 00/63427 und die WO 00/63425 des Anmelders verwiesen).Of the parameter used was the drinking behavior, measured by the Uptake of Calcein AM over the time (see Example IX). The screen was automated with high throughput, where about 10,000 data points / day of screening were measured (for one general description of high-speed automated procedures Throughput for measuring the drinking behavior is among other things see WO 00/63427 and WO 00/63425 of the applicant).
Von den 203 untersuchten Verbindungen inhibierten acht Verbindungen das Trinken um > 60% Trinkinhibition und wurden mittels Dosis-Antwort-Kurven als Treffer bestätigt. Dies entspricht einer Trefferrate von 3,9%.From Of the 203 compounds tested, eight were inhibited drinking by> 60% Drinking inhibition and were using dose-response curves as hits approved. This corresponds to a hit rate of 3.9%.
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